Question

15．6月5日是世界環(huán)境日，2010年我國的主題是“低碳減排，綠色生活”． 人類對能源的需求越來越大，世界能源危機日益突出，如何合理利用和開發(fā)能源，提高能源的利用率，實現低碳減排，已成為世界各國共同關注的問題．

（1）圖甲為近兩個多世紀以來人類能源消耗曲線圖，由圖可知，自1950年以來，人類能源消耗的情況是A．
A．顯著增長　   B．平穩(wěn)增長   C．穩(wěn)中有降　    D．顯著減少
（2）在眾多的未來能源中，風能、太陽能、水能都同屬于可再生（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燃料的生產和消費導致嚴重的環(huán)境污染和生態(tài)破壞．
（3）為實現減排目標，國家大力推廣風力發(fā)電．我省沿海地區(qū)風力發(fā)電項目已全面啟動，沿海壯觀的風電場走廊即將形成（如圖乙）．假如1.2×10⁶ kW的風電場項目全面建成之后，所有機組發(fā)電1h，可提供多少kW•h的電能？這些電能相當于多少千克煤炭完全燃燒所釋放出來的能量？（煤的熱值為3.0×10⁷J/kg，1kW•h=3.6×10⁶J）
（4）充分利用太陽能，符合節(jié)能減排的理念．太陽能熱水器（如圖丙）已走進了千家萬戶，小明家的太陽能熱水器接受太陽能的總有效面積為2m²，熱水器每平方米的面積上1h得到的太陽輻射能平均為2.52×10⁶ J，熱水器僅能把接收的太陽能的50%轉化為水的內能，若光照3h可以使熱水器內初溫為20℃、質量為100kg的水溫度升高多少攝氏度？已知水的比熱容是4.2×10³ J/（kg•℃）．

Answer 1

分析 （1）據圖象中的特點分析即可判斷．
（2）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．
（3）電能的計算公式：W=Pt，根據此公式求出提供的電能．這些電能相當于多少千克煤炭完全燃燒所釋放出來的能量，根據有關熱量的計算公式：Q=mq求出煤炭的質量．
（4）先求出熱水器吸收的太陽能，然后根據轉化效率求出水吸收的熱量，再根據公式：Q_吸=cm△t求出水的溫度變化．

解答 解：
（1）由圖可知：自1950年以來，人類能源消耗急劇增長．
（2）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．
（3）可提供電能：
W=Pt=1.2×10⁶kW×1h=1.2×10⁶KW•h=1.2×10⁶KW•h×3.6×10⁶J=4.32×10¹²J，
由W=Q=mq可知，煤炭的質量：
m=$\frac{Q}{q}$=$\frac{4.32×1{0}^{12}J}{3.0×1{0}^{7}J/kg}$=1.44×10⁵kg；
（4）光照3h，太陽能熱水器接受的太陽能的總量：
Q₁=2.52×10⁶ J×2×3=1.512×10⁷J，
轉化為的內能：
Q₂=Q₁×50%=1.512×10⁷J×50%=7.56×10⁶J，
由公式Q=cm△t得水升高的溫度：
△t=$\frac{{Q}_{2}}{cm}$=$\frac{7.56×1{0}^{6}J}{4.2×1{0}^{3}J/（kg•℃）×100kg}$=18℃，
故答案為：
（1）A；
（2）可再生；
（3）所有機組發(fā)電1h，可提供1.2×10⁶kW•h的電能；這些電能相當于1.44×10⁵千克煤炭完全燃燒所釋放出來的能量；
（4）可以使熱水器內初溫為20℃、質量為100kg的水溫度升高18℃．

點評 低碳減排是當今世界的主題，我們要樹立節(jié)能的意識．出錯較多的后兩問，需要熟練運用相關公式進行計算，并注意水吸收熱量和太陽能熱水器吸收太陽能的關系．