Question

（2007?連云港）位于我市海濱的田灣核電站，至今已有兩臺機組先后并網(wǎng)發(fā)電．
（1）先期并網(wǎng)發(fā)電的兩臺機組年發(fā)電量約為1.6×10¹⁰kW?h，這些電能相當于我市新海電廠完全燃燒多少噸標準煤放出的能量？（標準煤的熱值為3.0×10⁷J/kg）
（2）與新海電廠的火力發(fā)電相比，核能發(fā)電具有哪些優(yōu)點？（說出兩點即可）
（3）若電廠通過供電系統(tǒng)，用220V的電壓給離電廠較遠的小明家所在的小區(qū)供電．某天小明在家用標有“220V 1000W”的電熱水壺燒水，在20min內(nèi)將2kg的水從20℃燒開．假如在燒水過程中由電能產(chǎn)生的熱量80%被水吸收．則電熱水壺的實際功率為多大？（不考慮溫度對電阻的影響）

Answer 1

分析：（1）知道標準煤的熱值和總發(fā)電量，利用Q=mq求需要標準煤的質(zhì)量；
（2）原子核分裂或聚合過程中釋放的巨大能量叫原子核能，簡稱核能，核能有巨大的能量，而核燃料能量密集，用它發(fā)電，燃料的運輸量小，成本低；核能發(fā)電不像化石燃料發(fā)電那樣排放巨量的污染物質(zhì)到大氣中，因此核能發(fā)電不會造成空氣污染．
（3）知道水的質(zhì)量、水的密度、水溫的變化，利用吸熱公式求水吸收的熱量；又知道在燒水過程中由電能產(chǎn)生的熱量80%被水吸收，可求消耗電能的多少，從而可求電熱壺的實際功率．

解答：解：（1）∵Q=mq=1.6×10¹⁰kW?h=1.6×10¹⁰×3.6×10⁶J=5.76×10¹⁶J，
∴m=

Q

q

=

5.76×1016

3×107

kg=1.92×10⁹kg=1.92×10⁶t；
（2）核能發(fā)電的優(yōu)點：環(huán)境污染小、成本低；
（3）Q_吸=c_水m（t-t₀）=4.2×10³J/（kg?℃）×2kg×（100℃-20℃）J=6.72×10⁵J，
W_電=

Q吸

η

=

6.72×105J

80%

=8.4×10⁵J，
P_實=

W電

t

=

8.4×105J

1200s

=700W．
答：（1）這些電能相當于我市新海電廠完全燃燒1.92×10⁶t標準煤放出的能量；
（2）核能發(fā)電具有優(yōu)點：環(huán)境污染小、成本低；
（3）電熱水壺的實際功率為700W．

點評：本題是一道電學(xué)與熱學(xué)的綜合應(yīng)用題，與生活相聯(lián)系，使學(xué)生覺得學(xué)了物理有用，且加強了學(xué)生的節(jié)能環(huán)保的意識．注意計算時的單位換算要正確．