Question

1． 科學(xué)家們發(fā)現(xiàn)，以一種新式鈣鈦礦的太陽能電池的光電轉(zhuǎn)化效率．可高達當前市面上太陽能電池轉(zhuǎn)化率的兩倍，請回答下列問題：
（1）太陽能是太陽內(nèi)部劇烈的核聚變（“裂變”或“聚變”）釋放出來的，它是一種釋放出來的（“可再生”或“不可再生”）能源．
（2）某工廠安裝了總輸出功率為100kW的鈣鈦礦太陽能電池發(fā)電系統(tǒng)，且某天的有效光照時間為9h，該發(fā)電系統(tǒng)在這天能發(fā)電多少千瓦時？
（3）若輸電電壓為20kW，則滿載輸出的輸電電流為多少安？
（4）該發(fā)電系統(tǒng)在這天的發(fā)電量，如果由熱電轉(zhuǎn)化效率為30%的熱電廠來完成，需要燃燒熱值為3.0×10³Jkg的煤多少千克？

Answer 1

分析 （1）核裂變是較重的原子核裂變成較輕的原子核的一種核反應(yīng)，核聚變是較輕的原子核結(jié)合成較重的原子核的一種核反應(yīng)．太陽內(nèi)部為核聚變．
（2）已知功率和時間，利用W=Pt計算電能．
（3）已知電壓和功率，根據(jù)P=UI計算電流．
（4）根據(jù)熱電轉(zhuǎn)化效率求出煤燃燒放出的熱量，利用Q=mq計算煤的質(zhì)量．

解答 解：
（1）太陽能內(nèi)部是由于較輕的氫原子核在高溫下發(fā)生聚變而釋放出核能；太陽能屬于可再生能源；
（2）每天產(chǎn)生的電能W=Pt=100kW×9h=900kW•h；
（3）輸電電流I=$\frac{P}{U}$=$\frac{100kW}{20kV}$=5A；
（4）需轉(zhuǎn)化的電能：W=900kW•h=3.24×10⁹J，
由η=$\frac{W}{Q}$得，煤完全燃燒產(chǎn)生的熱量Q=$\frac{W}{η}$=$\frac{3.24×109J}{30%}$=1.08×10¹⁰J，
煤的質(zhì)量m=$\frac{Q}{q}$=$\frac{1.08×1010J}{3.0×107J/kg}$=360kg．
故答案為：（1）聚變；可再生；（2）每天產(chǎn)生的電能是900kW•h；（3）輸電電流是5A；（4）需要煤的質(zhì)量是360kg．

點評 本題考查了太陽能的利用和進行的核反應(yīng)的類型，知道太陽能是可再生能源；本題同時考查電能和效率的計算，關(guān)鍵是公式及其變形的靈活運用，本題告訴我們一定要廣泛應(yīng)用太陽能，太陽能不但節(jié)省能源還環(huán)保．