Question

（2012?哈尔滨）同学们学习了“能源与可持续发展”的内容后，知道热电站既能发电，又能供热，随着热电站技术不断更新，煤的燃烧程度比传统火电站更充分．为深入了解，他们对某热电站进行调查，获取信息如下：

	工作时间	燃煤	发电总功率	废气
××热电站	20 h	4000 t	5×105kW	向周边居民供热 3.4×1013J

（1）①4000t煤完全燃烧放出多少热量？②20h发电多少千瓦时？（q_煤=3×10⁷J/kg）
（2）该热电站的能量利用率是多少？
（3）请你结合以上信息，写出提高热电站能量利用率的方法．

Answer 1

分析：（1）①知道煤的质量和热值，可利用公式Q_放=mq计算出煤完全燃烧放出的热量．
②知道热电站的发电总功率，又知道发电时间，可利用公式W_电=Pt计算20h所发的电．
（2）20h所发的电能和向周边居民所提供的热能，对我们来说是有用的，可利用公式Q_有用=W_电+Q_供热来计算；已经计算出20h内煤完全燃烧放出的热量，可利用公式η=

Q有用

Q总

计算出热电站的能量利用率．
（3）在当今资源较为紧缺的社会，能源的再利用，进而提高能源的利用率是节能的重点．

解答：解：
（1）①∵m=4000t=4×10⁶kg，q_煤=3×10⁷J/kg，
∴煤完全燃烧放出的热量为：Q_放=mq_煤=4×10⁶kg×3×10⁷J/kg=1.2×10¹⁴J．
②∵P=5×10⁵kW，
∴20h所发的电为：W_电=Pt=5×10⁵kW×20h=1×10⁷kW?h=3.6×10¹³J．
（2）∵Q_供热=3.4×10¹³J，
∴有用的能量为：Q_有用=W_电+Q_供热=3.6×10¹³J+3.4×10¹³J=7×10¹³J；
则热电站的能量利用率为：η=

Q有用

Q总

=

7×1013J

1.2×1014J

≈58.3%．
（3）①使燃料燃烧更充分．②提高“废气”的能量利用率．
答：（1）①4000t煤完全燃烧放出的热量为1.2×10¹⁴J．
②20h发电1×10⁷kW?h．
（2）该热电站的能量利用率是58.3%．
（3）①使燃料燃烧更充分．②提高“废气”的能量利用率等．

点评：本题考查了燃料燃烧放出热量的计算、电能的计算和能量利用率的计算，了解现实生活中节能的方式，多联系实际生活，体验物理学的价值所在．