Question

（2007?连云港）位于我市海滨的田湾核电站，至今已有两台机组先后并网发电．
（1）先期并网发电的两台机组年发电量约为1.6×10¹⁰kW?h，这些电能相当于我市新海电厂完全燃烧多少吨标准煤放出的能量？（标准煤的热值为3.0×10⁷J/kg）
（2）与新海电厂的火力发电相比，核能发电具有哪些优点？（说出两点即可）
（3）若电厂通过供电系统，用220V的电压给离电厂较远的小明家所在的小区供电．某天小明在家用标有“220V 1000W”的电热水壶烧水，在20min内将2kg的水从20℃烧开．假如在烧水过程中由电能产生的热量80%被水吸收．则电热水壶的实际功率为多大？（不考虑温度对电阻的影响）

Answer 1

分析：（1）知道标准煤的热值和总发电量，利用Q=mq求需要标准煤的质量；
（2）原子核分裂或聚合过程中释放的巨大能量叫原子核能，简称核能，核能有巨大的能量，而核燃料能量密集，用它发电，燃料的运输量小，成本低；核能发电不像化石燃料发电那样排放巨量的污染物质到大气中，因此核能发电不会造成空气污染．
（3）知道水的质量、水的密度、水温的变化，利用吸热公式求水吸收的热量；又知道在烧水过程中由电能产生的热量80%被水吸收，可求消耗电能的多少，从而可求电热壶的实际功率．

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）核能发电的优点：环境污染小、成本低；
（3）Q_吸=c_水m（t-t₀）=4.2×10³J/（kg?℃）×2kg×（100℃-20℃）J=6.72×10⁵J，
W_电=

Q吸

η

=

6.72×105J

80%

=8.4×10⁵J，
P_实=

W电

t

=

8.4×105J

1200s

=700W．
答：（1）这些电能相当于我市新海电厂完全燃烧1.92×10⁶t标准煤放出的能量；
（2）核能发电具有优点：环境污染小、成本低；
（3）电热水壶的实际功率为700W．

点评：本题是一道电学与热学的综合应用题，与生活相联系，使学生觉得学了物理有用，且加强了学生的节能环保的意识．注意计算时的单位换算要正确．