Question

由圖甲可知：人類能源消耗顯著增長(zhǎng)．6月5日是世界環(huán)境日，如何合理利用和開發(fā)能源，提高能源的利用率，實(shí)現(xiàn)低碳減排，已成為世界各國(guó)共同關(guān)注的問(wèn)題．
（1）在眾多的未來(lái)能源中，風(fēng)能、太陽(yáng)能、水能都同屬于

可再生

（選填“可再生”或“不可再生”）能源，它們的開發(fā)和利用可以減少大量化石燃料的生產(chǎn)和消費(fèi)導(dǎo)致嚴(yán)重的環(huán)境污染和生態(tài)破壞．
（2）為實(shí)現(xiàn)減排目標(biāo)，國(guó)家大力推廣風(fēng)力發(fā)電．我省沿海地區(qū)風(fēng)力發(fā)電項(xiàng)目已全面啟動(dòng)，沿海壯觀的風(fēng)電場(chǎng)走廊即將形成（如圖乙）．假如1.2×10⁶kW的風(fēng)電場(chǎng)項(xiàng)目全面建成之后，所有機(jī)組發(fā)電1h，可提供多少kW?h的電能？這些電能相當(dāng)于多少千克煤炭完全燃燒所釋放出來(lái)的能量？（煤的熱值為3.0×10⁷J/kg，1kW?h=3.6×10⁶J）
（3）充分利用太陽(yáng)能，符合節(jié)能減排的理念．太陽(yáng)能熱水器（如圖丙）已走進(jìn)了千家萬(wàn)戶，小名家的太陽(yáng)能熱水器接受太陽(yáng)能的總有效面積為2m²，熱水器每平方米的面積上1h得到的太陽(yáng)輻射能平均為2.52×10⁶J，熱水器僅能把接收的太陽(yáng)能的50%轉(zhuǎn)化為水的內(nèi)能，若光照3h可以使熱水器內(nèi)初溫為20℃、質(zhì)量為100kg的水溫度升高多少攝氏度？已知水的比熱容是4.2×10³J/（kg?℃）．

Answer 1

分析：（1）可以在自然界源源不斷得到的能源叫可再生能源．
（2）電能的計(jì)算公式：W=Pt，根據(jù)此公式求出提供的電能．這些電能相當(dāng)于多少千克煤炭完全燃燒所釋放出來(lái)的能量，根據(jù)有關(guān)熱量的計(jì)算公式：Q=mq可知m=

Q

q

據(jù)此求出煤炭的質(zhì)量．
（3）吸收熱量溫度升高的計(jì)算公式：Q_吸=Cm（t-t₀），先求出熱水器吸收的太陽(yáng)能，乘以轉(zhuǎn)化效率求出水吸收的熱量，再根據(jù)公式：Q_吸=Cm（t-t₀），求出水的溫度變化值．

解答：解：（1）風(fēng)能、太陽(yáng)能、水能都可以源源不斷的從自然界得到補(bǔ)充，是可再生能源．   
故答案為：可再生．
（2）可提供電能：
W=Pt=1.2×10⁶kW×1h=1.2×10⁶kW?h=4.32×10¹²J，
Q=W=4.32×10¹²J，
煤炭的質(zhì)量：
m=

Q

q

=

4.32×1012J

3.0×107J/kg

=1.44×10⁵kg．
答：可提供4.32×10¹²J的電能；煤炭的質(zhì)量是1.44×10⁵kg．
（3）熱水器吸收的太陽(yáng)能：
Q₁=2.52×10⁶ J×2×3=1.512×10⁷J
水吸收的熱量：
Q₂=50%Q₁=1.512×10⁷J×50%=7.56×10⁶J，
△t=

Q2

cm

=

7.56×106J

4.2×103J/(kg?℃)×100kg

=18℃．
答：水升高的溫度是18℃．

點(diǎn)評(píng)：本題考查了能源的分類、熱量、質(zhì)量、溫度變化量的計(jì)算等，關(guān)鍵是公式及其變形式的靈活運(yùn)用；要注意的是水吸收的熱量和太陽(yáng)能熱水器吸收太陽(yáng)能的關(guān)系．