Question

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）

Answer 1

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_放=mq=4.8×10⁹kg×3×10⁷J/kg=1.44×10¹⁷J，
（2）水吸收的热量：Q_吸=Q_放=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_吸=cm△t的运用，这是热学中最常用的两个公式．