Poprawna odpowiedź to 3,0 m. Aby obliczyć spad potrzebny do uzyskania mocy czynnej 50 kW przy sprawności 85% i przepływie wody wynoszącym 2,0 m³/s, możemy skorzystać ze wzoru na moc w elektrowni wodnej: P = η * ρ * g * Q * h, gdzie P to moc (W), η to sprawność, ρ to gęstość wody (przyjmując 1000 kg/m³), g to przyspieszenie ziemskie (około 9,81 m/s²), Q to objętość przepływu (m³/s), a h to spad (m). Przekształcając ten wzór do obliczenia h, otrzymujemy: h = P / (η * ρ * g * Q). Podstawiając dane: h = 50000 W / (0,85 * 1000 kg/m³ * 9,81 m/s² * 2,0 m³/s), co daje wartość h wynoszącą 3,0 m. Taki spad jest typowy dla elektrowni wodnych, gdzie wykorzystuje się naturalne ukształtowanie terenu, aby maksymalizować efektywność konwersji energii potencjalnej w energię elektryczną.
Wybór innej odpowiedzi zamiast 3,0 m może wynikać z kilku typowych błędów w myśleniu o procesach hydrotechnicznych. Często nie dostrzega się, że moc generowana w elektrowni wodnej jest ściśle związana z wysokością spadu. Przykłady utrudnień pojawiają się, gdy zakłada się, że mniejszy spad może wystarczyć do osiągnięcia zadanej mocy, co jest mylące, ponieważ moc jest proporcjonalna do wysokości spadu. Odpowiedzi takie jak 2,2 m, 30,0 m czy 25,0 m sugerują niewłaściwe zrozumienie równania mocy w elektrowni wodnej. W przypadku 2,2 m, zbyt niski spad nie dostarczy wystarczającej energii, by osiągnąć moc 50 kW, biorąc pod uwagę podane parametry. Natomiast odpowiedzi 30,0 m i 25,0 m wskazują na zbyt wysoki spad, co może prowadzić do pominięcia aspektów związanych z efektywnością i kosztami budowy elektrowni. Nawet jeśli taki spad teoretycznie mógłby generować wystarczającą moc, praktyczne aspekty, takie jak konstrukcja oraz bezpieczeństwo obiektów hydrotechnicznych, ograniczają ich zastosowanie. W praktyce, optymalne wartości spadu są wyznaczane na podstawie analiz wydajności, kosztów oraz warunków lokalnych, co czyni odpowiedź 3,0 m najbardziej odpowiednią w tym kontekście.
