Question

11．6月5日是世界環(huán)境日，低碳排放，保護地球是當今世界的主題，如何合理利用和開發(fā)能源，提高能源的利用率，實現(xiàn)低碳減排，已成為世界各國共同關注的問題．
（1）在能源家族中，風能、太陽能都同屬于不可再生（選填“可再生”或“不可再生”）能源，它們的開發(fā)和利用可以減少大量化石能源的生產和消費所導致的生態(tài)破壞與嚴重環(huán)境污染．
（2）為實現(xiàn)減排目標，國家大力推廣風力、水力發(fā)電．如圖所示是準備在我市瀾滄縣糯扎渡地區(qū)安裝的風力發(fā)電機，多臺發(fā)電機組成發(fā)電場．假如裝機總功率為4.2×10⁶kw的風力發(fā)電場項目全面建成后，所有機組發(fā)電1h，可提供多少kW•h電能？若這些電能全部轉化為水的內能，那么可以把多少質量的水從28℃加熱至100℃？（水的比熱容為4.2×10³J/（kg•℃）
（3）我國北方大多數(shù)城市都是利用煤燃燒產生的內能來發(fā)電，這樣的電站稱為熱電站．一般熱電站將煤的化學能最終轉化為電能的效率為36%，如果用上述的風力發(fā)電場代替熱電站，工作1h能節(jié)約多少噸的煤？（假設煤完全燃燒，煤的熱值約為q=3×10⁷J/kg）

Answer 1

分析 （1）使用完后，在短期可以再生的能源稱為可再生能源，使用后，在短期不能再生的能源是不可再生能源．
（2）電能的計算公式：W=Pt，根據(jù)此公式求出提供的電能．
若這些電能全部轉化為水的內能，根據(jù)公式Q_吸=cm（t-t₀），先求出熱水器吸收的太陽能，乘以轉化效率求出水吸收的熱量，再根據(jù)公式：Q_吸=cm（t-t₀）求出水的質量；
（3）根據(jù)效率公式和燃料放熱公式求出需要燃燒得煤．

解答 解：（1）風能、太陽能、水能都可以源源不斷的從自然界得到補充，是可再生能源．
（2）由P=$\frac{W}{t}$可得：
提供電能：W=Pt=4.2×10⁶kW×1h=4.2×10⁶kW•h=1.512×10¹³J．
Q_吸=W=1.512×10¹³J，
由Q_吸=cm（t-t₀）得：
m=$\frac{{Q}_{吸}}{c（t-{t}_{0}）}$=$\frac{1.512×1{0}^{13}J}{4.2×1{0}^{3}J/（kg•℃）×（100℃-20℃）}$=5×10⁷kg．
（3）根據(jù)η=$\frac{{W}_{有用}}{{W}_{總}}$可得：
W_總=$\frac{{W}_{有用}}{η}$=$\frac{1.512×1{0}^{13}J}{36%}$=4.2×10¹³J
由W_總=Q_放=mq可得：
m_煤=$\frac{{Q}_{放}}{q}$=$\frac{4.2×1{0}^{13}J}{3×1{0}^{7}J/kg}$=1.4×10⁶kg=1400t．
答：（1）可再生；
（2）可以把質量為5×10⁷kg的水從28℃加熱至沸騰；
（3）如果用上述的風力發(fā)電場代替熱電站，工作1h能節(jié)約1400噸的煤．

點評 本題考查熱量的計算和新能源的開發(fā)利用，需要注意的是電能全部轉化為水的內能．