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10.核电站只需要消耗很少的核燃料就可以产生大量的电能,某核电站每年需要20t的核燃料,而同等规模火力发电站每年则需要8.4×106t的煤炭,这些煤炭完全燃烧放出的热量是1.44×1017J.这些热量可使3.43×108t的水温度从40℃升高到90℃,如果这些热量全部转化成电能,可使功率为100W的灯泡正常工作4×109小时.如图是核电站的烟囱,我们看到的”白气“是一种液化 现象.(煤炭的热值为q=3×107J/kg)

分析 (1)根据公式Q=mq可求出煤炭放出的热量;
(2)已知水吸收的热量,利用吸热公式的变形可求出水的质量;
(3)换算电能和灯泡功率单位后,再利用t=$\frac{W}{P}$求灯泡正常工作的时间;
(4)物质由气态变为液态过程叫液化.

解答 解:
(1)煤炭放出的热量:Q=mq=4.8×109kg×3×107J/kg=1.44×1017J,
(2)水吸收的热量:Q=Q=1.44×1017J,
水升高的温度:△t=t-t0=90℃-40℃=50℃,
由Q=cm△t得,水的质量:m=$\frac{{Q}_{吸}}{c△t}$=$\frac{1.44×1{0}^{17}}{4.2×1{0}^{3}J/(kg•℃)×50℃}$≈3.43×1011kg=3.43×108t;
(3)灯泡消耗的电能:W=1.44×1017J=1.44×1017×$\frac{1}{3.6×1{0}^{6}}$kW•h=4×1010kW•h,
灯泡的电功率:P=100W=0.1kW,
由P=$\frac{W}{t}$得,灯泡工作时间:t=$\frac{W}{P}$=$\frac{4×1{0}^{10}kW•h}{0.1kW}$=4×109h;
(4)“白气”是液态小水滴悬浮在空气中出现的现象,是高温水蒸气遇到温度较低的空气液化形成的.
故答案为:1.44×1017;3.43×108;4×109;液化.

点评 考查了热量公式Q=mq和吸热公式Q=cm△t的运用,这是热学中最常用的两个公式.

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