试题

在3月27日世界无碳日中，某城市在晚间将总功率为3×10⁶W的景观灯熄灭1h．如果这些电能由燃烧煤炭的火电站提供（如图所示），已知煤炭的热值为 3×10⁷J/kg，煤炭提供的能量最终只有20%转化为电能．
（1）写出火力发电中能量转化．
（2）低碳生活中的“碳”指什么？它过多对环境有什么影响？在我国现阶段，终端用户每使用1kW·h电能，火力发电厂就要产生0.86kg这样的“碳”，那么节约下来的电能一共可以使电厂少产生多少kg这样的“碳”？
（3）该城市在无碳日中节约了相当于多少吨的煤炭？

解：（1）火力发电首先是燃料的化学能转化为内能，然后蒸汽推动发电机转动，又将内能转化成机械能，最后将机械能转化为电能；
故答案为：先化学能转化为内能，又将内能转化为机械能，最后将机械能转化为电能．
（2）低碳生活中的“碳”指的是二氧化碳，过多会造成温室效应，全球变暖，海平面上升，气候异常．
W=Pt=3×10⁶W×1h=3000kW·h=1.08×10¹⁰J，
电厂少产生的“碳”的质量：m=3000kW·h×0.86kg=2580kg；
答：可以少产生2580kg这样的“碳”．
（3）需要煤炭提供的能量Q_放=

1.08×1010J

20%

=5.4×10¹⁰J；
则需要完全燃烧的煤炭的质量m=

Q放

q

=

5.4×1010J

3×107J/kg

=1800kg
答：该城市在无碳日中少消耗了1800kg煤炭．
解：（1）火力发电首先是燃料的化学能转化为内能，然后蒸汽推动发电机转动，又将内能转化成机械能，最后将机械能转化为电能；
故答案为：先化学能转化为内能，又将内能转化为机械能，最后将机械能转化为电能．
（2）低碳生活中的“碳”指的是二氧化碳，过多会造成温室效应，全球变暖，海平面上升，气候异常．
W=Pt=3×10⁶W×1h=3000kW·h=1.08×10¹⁰J，
电厂少产生的“碳”的质量：m=3000kW·h×0.86kg=2580kg；
答：可以少产生2580kg这样的“碳”．
（3）需要煤炭提供的能量Q_放=

1.08×1010J

20%

=5.4×10¹⁰J；
则需要完全燃烧的煤炭的质量m=

Q放

q

=

5.4×1010J

3×107J/kg

=1800kg
答：该城市在无碳日中少消耗了1800kg煤炭．