Question

5．随着我国城市化进程的加快，垃圾处理也日益成为各个城市要解决的社会问题．垃圾发电受到人们的青睐．位于郑州荥阳市的垃圾发电厂，日处理垃圾能力达1000t，平均焚烧1t垃圾相当于燃烧0.5t无烟煤（无烟煤热值3×10⁷J/kg）
（1）说说垃圾发电优于垃圾填埋的理由（一条即可）．
（2）如果该垃圾发电厂日输出电能8×10⁵kwh．计算该电厂垃圾发电设备在发电过程中的能量转化效率．
（3）如果一个家庭每天有5盏20W的节能灯各正常工作5h，则该电厂日发电量能供多少个这样的家庭照明用电一个月？（一个月按30天算）

Answer 1

分析 （1）垃圾发电可以是能源再次得到了利用，不仅节约了能源，而且还保护了环境．
（2）已知日处理垃圾的质量，从而求出相当于燃烧无烟煤的质量，根据公式Q=qm求出释放的热量，还知道日发电量，根据公式η=$\frac{W}{Q}$求出能量转化效率．
（3）已知每个家庭日光灯的功率和工作时间，根据公式W=Pt可求一个月一个家庭消耗的电能，已知该厂的日发电量，进一步求出能供多少这样的家庭照明用电．

解答 解：（1）建立垃圾发电厂有利于节约能源，清理垃圾同时有利于环境的保护．
（2）日处理垃圾能力达1000t，相当于燃烧500t无烟煤，m=500t=5×10⁵kg，
垃圾完全燃烧放出的热量为：Q_放=mq=5×10⁵kg×3×10⁷J/kg=1.5×10¹³J，
这些垃圾每日发出的电能为：W=8×10⁵kW•h=2.88×10¹²J，
该厂的垃圾发电设备在发电的全程中的能量转化效率η=$\frac{W}{{Q}_{放}}$=$\frac{2.88×1{0}^{12}J}{1.5×1{0}^{13}J}$=19.2%．
（3）每个家庭一个月消耗的电能W₁=Pt₁=0.02kW×5h×5×30=15kW•h，
该厂日发电量能供n=$\frac{W}{{W}_{1}}$=$\frac{8×1{0}^{5}kW•h}{15kW•h}$≈53333个这样的家庭照明用电一个月．
答：（1）节约能源；
（2）该电厂垃圾发电设备在发电过程中的能量转化效率是19.2%；
（3）该厂日发电量能供53333个这样的家庭照明用电一个月．

点评 此题主要考查了燃料燃烧的放热计算，能量的利用率的计算以及能源的再次利用，很具有现实的意义，难点是计算能量的转化效率．