Question

（2012?哈爾濱）同學們學習了“能源與可持續發展”的內容后，知道熱電站既能發電，又能供熱，隨著熱電站技術不斷更新，煤的燃燒程度比傳統火電站更充分．為深入了解，他們對某熱電站進行調查，獲取信息如下：

	工作時間	燃煤	發電總功率	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發電多少千瓦時？（q_煤=3×10⁷J/kg）
（2）該熱電站的能量利用率是多少？
（3）請你結合以上信息，寫出提高熱電站能量利用率的方法．

Answer 1

分析：（1）①知道煤的質量和熱值，可利用公式Q_放=mq計算出煤完全燃燒放出的熱量．
②知道熱電站的發電總功率，又知道發電時間，可利用公式W_電=Pt計算20h所發的電．
（2）20h所發的電能和向周邊居民所提供的熱能，對我們來說是有用的，可利用公式Q_有用=W_電+Q_供熱來計算；已經計算出20h內煤完全燃燒放出的熱量，可利用公式η=

Q有用

Q總

計算出熱電站的能量利用率．
（3）在當今資源較為緊缺的社會，能源的再利用，進而提高能源的利用率是節能的重點．

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．

點評：本題考查了燃料燃燒放出熱量的計算、電能的計算和能量利用率的計算，了解現實生活中節能的方式，多聯系實際生活，體驗物理學的價值所在．