Question

（2011?常州模拟）我国人口众多，经济快速发展，对能源的需求越来越大．近几年来，我国许多地方出现“电荒”、“油荒”．专家预测，能源问题可能成为我国经济持续、快速发展的一大障碍．在世界范围内，“能源危机”已成为各国关注的焦点问题．而太阳每时每刻辐射大量的能量到地球，为了充分利用太阳能，科学家很早就进行了有关研究，据统计，全国有三分之二的国土每年可接受光照时数2000h，辐射产生的能量相当于24600亿吨标准煤，1t标准煤可发电2000kW?h．江苏煤炭资源最丰富的徐州地区，经探测可开采量是4亿吨，按照目前一年1500万吨的开采能力，再过20多年，徐州将无煤可采，请根据以上材料完成下列问题：
（1）火力发电厂“吃”的是煤，“发”的是电，在整个发电过程中，能量的转化情况如下，请你在方框中填上适当的能量形式．

（2）请你根据以上材料提供的信息，计算火力发电厂的发电效率大约是多少？（煤的热值为2.9×10⁷J/kg）
（3）请你结合实际，谈谈太阳能的优缺点（各写一点即可）．

Answer 1

分析：（1）重点分析在锅炉和蒸汽轮机两个环节发生的能量转化，便可得到答案；
（2）找出关键的已知条件，才能进行计算，这里“1t标准煤可发电2000kW?h”为我们提供了计算的依据；
（3）太阳能已在较大程度上被人类所利用，其优缺点都比较突出，根据对太阳能的理解来进行回答即可．

解答：解：（1）在锅炉中，用煤来烧水产生大量的水蒸气，因此，化学能转化为内能．在蒸汽轮机中，蒸气推动机器转动，内能转化为机械能；如图所示．

（2）1t标准煤完全燃料放出的热量Q总=mq=1000kg×2.9×10⁷J/kg=2.9×10¹⁰J，
获得的电能W=2000kW?h=2000×3.6×10⁶J=7.2×10⁹J，
发电效率η=

W

Q

=

7.2×109J

2.9×1010J

≈25%；
（3）太阳能是取之不竭的能量宝库，洁净、无污染，既可直接利用，也可进行转化．但同时太阳能的利用受到昼夜更替、天气等因素的影响，且难以大量储存等．
故答案为：（1）如图；（2）火力发电厂的发电效率大约是25%；（3）优点：洁净、无污染、属可再生资源；缺点：受天气、地理位置、时间的限制，难以储存．

点评：（1）应从具体工作过程中，分析能量的转化；
（2）从文字描述中找出关键信息，在理解的基础上，再利用公式进行计算；
（3）大力开发太阳能是人类面临的主要课题，我们应对其进行全面的了解．