Question

火力发电厂的生产过程是：煤粉在锅炉中燃烧加热锅炉中的水，产生具有一定温度和压强的蒸汽，这个过程是把燃料的化学能转化为蒸汽的内能；再将蒸汽送入汽轮机内，带动汽轮机转子旋转，这个过程是把

水蒸汽的内能

转化为

汽轮机的机械能

；汽轮机带动同一轴上的发电机旋转而发出电来，这个过程是把

汽轮机的机械能

转化为

电能

；蒸汽最后会排入冷凝器中冷却，成为凝结水，冷凝器中的冷却剂是大量的水，原因是水的

比热容

大；凝结水经水泵升压后，重新打回锅炉中，构成一个闭合的热力循环系统，但其循环的热效率很低，一般很少超过40%．冷却水质量差不多是蒸汽质量的50倍，大部分热量被冷却水吸收．最后冷却水被送到河流中去，热量白白损失在大气中了．假设进入冷凝器的蒸汽量为84t，温度为20℃的冷却水带走的热量相当于消耗标准煤6.3t，则冷却水离开冷凝器时的温度为

30℃

．（煤的热值为q=2.8×10⁷J/kg，水的比热容为c=4.2×10³J/（kg?℃））

Answer 1

分析：（1）火力发电的能量转化关系是：化学能-内能-机械能-电能；
（2）对水的比热容大的理解：相同质量的水和其它物质比较，吸收或放出相同的热量，水的温度升高或降低的少；升高或降低相同的温度，水吸收或放出的热量多．
（3）先根据Q_放=mq求出煤放出的热量，再根据Q_吸=Q_放以及Q_吸=cm△t的公式即可求出冷却水离开冷凝器时的温度．

解答：解：（1）煤粉在锅炉中燃烧加热锅炉中的水，产生具有一定温度和压强的蒸汽，这个过程是把燃料的化学能转化为蒸汽的内能；再将蒸汽送入汽轮机内，带动汽轮机转子旋转，这个过程是把水蒸气的内能转化为汽轮机的机械能；汽轮机带动同一轴上的发电机旋转而发出电来，这个过程是把汽轮机的机械能转化为电能；
（2）因为水的比热容大，相同质量的水和其它物质比较，升高相同的温度，水吸收的热量多，所以常用水来做冷却剂；
（3）完全燃烧6.3t煤放出的热量：Q_放=mq=6300kg×2.8×10⁷J/kg=1.764×10¹¹J，
∵Q_吸=Q_放，
∴Q_吸=cm△t
1.764×10¹¹J=4.2×10³J/（kg?℃）×84000×50kg（t-20℃）
t=30℃．
故答案为：水蒸汽的内能；汽轮机的机械能；汽轮机的机械能；电能；比热容；30℃．

点评：本题综合考查能量转化的应用、水的比热容大的特点与应用以及热量计算公式的应用，有一定的难度．