Question

（2012?哈爾濱）同學(xué)們學(xué)習(xí)了“能源與可持續(xù)發(fā)展”的內(nèi)容后，知道熱電站既能發(fā)電，又能供熱，隨著熱電站技術(shù)不斷更新，煤的燃燒程度比傳統(tǒng)火電站更充分．為深入了解，他們對(duì)某熱電站進(jìn)行調(diào)查，獲取信息如下：

	工作時(shí)間	燃煤	發(fā)電總功率	廢氣
××熱電站	20 h	4000 t	5×105kW	向周邊居民供熱 3.4×1013J

（1）①4000t煤完全燃燒放出多少熱量？②20h發(fā)電多少千瓦時(shí)？（q_煤=3×10⁷J/kg）
（2）該熱電站的能量利用率是多少？
（3）請(qǐng)你結(jié)合以上信息，寫出提高熱電站能量利用率的方法．

Answer 1

分析：（1）①知道煤的質(zhì)量和熱值，可利用公式Q_放=mq計(jì)算出煤完全燃燒放出的熱量．
②知道熱電站的發(fā)電總功率，又知道發(fā)電時(shí)間，可利用公式W_電=Pt計(jì)算20h所發(fā)的電．
（2）20h所發(fā)的電能和向周邊居民所提供的熱能，對(duì)我們來(lái)說(shuō)是有用的，可利用公式Q_有用=W_電+Q_供熱來(lái)計(jì)算；已經(jīng)計(jì)算出20h內(nèi)煤完全燃燒放出的熱量，可利用公式η=

Q有用

Q總

計(jì)算出熱電站的能量利用率．
（3）在當(dāng)今資源較為緊缺的社會(huì)，能源的再利用，進(jìn)而提高能源的利用率是節(jié)能的重點(diǎn)．

解答：解：
（1）①∵m=4000t=4×10⁶kg，q_煤=3×10⁷J/kg，
∴煤完全燃燒放出的熱量為：Q_放=mq_煤=4×10⁶kg×3×10⁷J/kg=1.2×10¹⁴J．
②∵P=5×10⁵kW，
∴20h所發(fā)的電為：W_電=Pt=5×10⁵kW×20h=1×10⁷kW?h=3.6×10¹³J．
（2）∵Q_供熱=3.4×10¹³J，
∴有用的能量為：Q_有用=W_電+Q_供熱=3.6×10¹³J+3.4×10¹³J=7×10¹³J；
則熱電站的能量利用率為：η=

Q有用

Q總

=

7×1013J

1.2×1014J

≈58.3%．
（3）①使燃料燃燒更充分．②提高“廢氣”的能量利用率．
答：（1）①4000t煤完全燃燒放出的熱量為1.2×10¹⁴J．
②20h發(fā)電1×10⁷kW?h．
（2）該熱電站的能量利用率是58.3%．
（3）①使燃料燃燒更充分．②提高“廢氣”的能量利用率等．

點(diǎn)評(píng)：本題考查了燃料燃燒放出熱量的計(jì)算、電能的計(jì)算和能量利用率的計(jì)算，了解現(xiàn)實(shí)生活中節(jié)能的方式，多聯(lián)系實(shí)際生活，體驗(yàn)物理學(xué)的價(jià)值所在．