Question

【題目】（6分）水在熱電廠的鍋爐中變為水蒸氣，通過渦輪機帶動發電機發電，用過的水蒸氣在液化器中凝結成水，再到鍋爐，循環使用．液化器中的冷卻水則流到冷卻塔中降溫，如圖.

（1）下列現象中與液化器中凝結成水的物態變化過程不相同的是 （ ）

A．初春早晨的濃霧

B．夏天早晨花草上的露珠

C．深秋早晨樹葉上的白霜

D．冬天跑步時呼出的“白氣”

（2）夏天，來自冷卻塔的水溫為16°C，而回到冷卻塔的水溫為30°C．若冷卻塔和液化器間水的流量為15m3/s，試求這個系統通過冷卻塔散熱的功率．

（3）如果發電機的發電功率為5.6×105kW，發電機把機械能轉化為電能的效率為80%，不計水蒸氣通過渦輪機過程中由于熱傳遞造成的能量損失及渦輪機的摩擦，試求水蒸氣的能量轉化為電能的效率．

Answer 1

【答案】（1）C；（2）8.82×108W；（3）35.4%；

【解析】試題分析：（1液化器中凝結成水是液化過程，ABD都是液化現象；C是凝華現象。故選C

（2）冷卻塔和液化器間水的流量為15×103kg/s，所以單位時間內，

內能變化為：Q=cm（t-t0）=4.2×103J/（kg℃）×15×103kg×（30℃-16℃）=8.82×108J；

散熱的功率：P內=Q/t=8.82×108J/1s=8.82×108W．

（3）發電機消耗的機械功率：P機=5.6×108W÷80%=7×108W；

由（2）知，單位時間內消耗的內能是：P內=8.82×108W．

所以水蒸氣的能量轉化為電能的效率為：η=

=

所以水蒸氣的能量轉化為電能的效率為：η≈35.4%；