Question

15．6月5日是世界环境日，2010年我国的主题是“低碳减排，绿色生活”． 人类对能源的需求越来越大，世界能源危机日益突出，如何合理利用和开发能源，提高能源的利用率，实现低碳减排，已成为世界各国共同关注的问题．

（1）图甲为近两个多世纪以来人类能源消耗曲线图，由图可知，自1950年以来，人类能源消耗的情况是A．
A．显著增长　   B．平稳增长   C．稳中有降　    D．显著减少
（2）在众多的未来能源中，风能、太阳能、水能都同属于可再生（选填“可再生”或“不可再生”）能源，它们的开发和利用可以减少大量化石燃料的生产和消费导致严重的环境污染和生态破坏．
（3）为实现减排目标，国家大力推广风力发电．我省沿海地区风力发电项目已全面启动，沿海壮观的风电场走廊即将形成（如图乙）．假如1.2×10⁶ kW的风电场项目全面建成之后，所有机组发电1h，可提供多少kW•h的电能？这些电能相当于多少千克煤炭完全燃烧所释放出来的能量？（煤的热值为3.0×10⁷J/kg，1kW•h=3.6×10⁶J）
（4）充分利用太阳能，符合节能减排的理念．太阳能热水器（如图丙）已走进了千家万户，小明家的太阳能热水器接受太阳能的总有效面积为2m²，热水器每平方米的面积上1h得到的太阳辐射能平均为2.52×10⁶ J，热水器仅能把接收的太阳能的50%转化为水的内能，若光照3h可以使热水器内初温为20℃、质量为100kg的水温度升高多少摄氏度？已知水的比热容是4.2×10³ J/（kg•℃）．

Answer 1

分析 （1）据图象中的特点分析即可判断．
（2）使用完后，在短期可以再生的能源称为可再生能源，使用后，在短期不能再生的能源是不可再生能源．
（3）电能的计算公式：W=Pt，根据此公式求出提供的电能．这些电能相当于多少千克煤炭完全燃烧所释放出来的能量，根据有关热量的计算公式：Q=mq求出煤炭的质量．
（4）先求出热水器吸收的太阳能，然后根据转化效率求出水吸收的热量，再根据公式：Q_吸=cm△t求出水的温度变化．

解答 解：
（1）由图可知：自1950年以来，人类能源消耗急剧增长．
（2）风能、太阳能、水能都可以源源不断的从自然界得到补充，是可再生能源．
（3）可提供电能：
W=Pt=1.2×10⁶kW×1h=1.2×10⁶KW•h=1.2×10⁶KW•h×3.6×10⁶J=4.32×10¹²J，
由W=Q=mq可知，煤炭的质量：
m=$\frac{Q}{q}$=$\frac{4.32×1{0}^{12}J}{3.0×1{0}^{7}J/kg}$=1.44×10⁵kg；
（4）光照3h，太阳能热水器接受的太阳能的总量：
Q₁=2.52×10⁶ J×2×3=1.512×10⁷J，
转化为的内能：
Q₂=Q₁×50%=1.512×10⁷J×50%=7.56×10⁶J，
由公式Q=cm△t得水升高的温度：
△t=$\frac{{Q}_{2}}{cm}$=$\frac{7.56×1{0}^{6}J}{4.2×1{0}^{3}J/（kg•℃）×100kg}$=18℃，
故答案为：
（1）A；
（2）可再生；
（3）所有机组发电1h，可提供1.2×10⁶kW•h的电能；这些电能相当于1.44×10⁵千克煤炭完全燃烧所释放出来的能量；
（4）可以使热水器内初温为20℃、质量为100kg的水温度升高18℃．

点评 低碳减排是当今世界的主题，我们要树立节能的意识．出错较多的后两问，需要熟练运用相关公式进行计算，并注意水吸收热量和太阳能热水器吸收太阳能的关系．