Question

據(jù)測(cè)算，奧運(yùn)會(huì)期間，為賽時(shí)服務(wù)的可再生能源利用設(shè)備系統(tǒng)，從太陽和再生水中獲取789萬千瓦時(shí)的能量．國(guó)奧村的微能耗建筑，采用了冬季自然儲(chǔ)冰用于夏季空調(diào)技術(shù)，這項(xiàng)技術(shù)是將冬季的寒冰導(dǎo)入地下水池，自然凍冰儲(chǔ)存冷能，用于夏季空凋，在地面上的金屬管內(nèi)裝入液氨（標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下沸點(diǎn)負(fù)70℃），并連接到地下水池．
（1）國(guó)奧村的微能耗建筑就是相當(dāng)于把冬天的“冷”搬到夏天，把夏天的“熱”搬到冬天．請(qǐng)你猜想其中涉及的物態(tài)變化．（列舉2點(diǎn)）
（2）若按標(biāo)準(zhǔn)煤的熱值為3.0×10⁷J/㎏計(jì)算，奧運(yùn)會(huì)期間從太陽和再生水中獲取的能量相當(dāng)于節(jié)約了多少標(biāo)準(zhǔn)煤？
（3）奧運(yùn)場(chǎng)館的集中式太陽能生活熱水系統(tǒng)共架設(shè)太陽能電池板6000平方米，按太陽光照射強(qiáng)度為6×10⁴J/（m²?min），光電轉(zhuǎn)化效率為15%計(jì)算，它的發(fā)電功率多大？根據(jù)上述數(shù)據(jù)請(qǐng)你說說目前太陽能利用的優(yōu)點(diǎn)與不足．

Answer 1

解：（1）國(guó)奧村采用的冬季儲(chǔ)冰技術(shù)，冬季自然環(huán)境寒冷的低溫，使金屬管內(nèi)的氣態(tài)液氨冷凝成液態(tài)，這是液化現(xiàn)象，是放熱的；管中的液氨在地下水池里受到溫?zé)幔�蒸發(fā)成氣態(tài)上升，帶走熱量，屬于汽化現(xiàn)象，是吸熱的．
故答案為：液化，汽化．
（2）Q_放=789×10⁴kw?h=789×10⁴×3.6×10⁶J=2.8404×10¹³J．
由q=3.0×10⁷J/kg，Q_放=m?q得：
m===9.468×10³kg．
答：奧運(yùn)會(huì)期間從太陽和再生水中獲取的能量相當(dāng)于節(jié)約了9.468×10³kg標(biāo)準(zhǔn)煤．
（3）p=×15%=×15%=5.4×10⁷W．
答：它的發(fā)電功率為5.4×10⁷W．
優(yōu)點(diǎn)：清潔無污染，經(jīng)濟(jì)，可再生能源．
不足：轉(zhuǎn)化效率不高．
分析：（1）國(guó)奧村采用的冬季儲(chǔ)冰技術(shù)是運(yùn)用了物態(tài)變化傳輸熱量的冷管技術(shù)原理，在地面上的金屬管內(nèi)裝入液氨（標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下沸點(diǎn)負(fù)70℃），并連接到地下水池．冬季自然環(huán)境寒冷的低溫，使金屬管內(nèi)的氣態(tài)液氨冷凝成液態(tài)，下降流入地下水池，帶入低溫冷量，同時(shí)管中的液氨在地下水池里受到溫?zé)�，蒸發(fā)成氣態(tài)上升，帶走熱量．液氨在液態(tài)與氣態(tài)之間轉(zhuǎn)換，不消耗動(dòng)力地自我循環(huán)上下流動(dòng)，將水里的熱量帶出，將空氣里的冷量帶入，使地下水池里的水逐漸凍成冰，儲(chǔ)存了冷量．夏季通過換熱器取出冷量，用于空調(diào)．
（2）由1千瓦時(shí)=3.6×10⁶焦耳，可以把從太陽和再生水中獲取789萬千瓦時(shí)的能量轉(zhuǎn)化為熱量的常用單位“焦耳”，據(jù)公式Q_放=m?q和q=3.0×10⁷J/kg這一已知條件即可求得所節(jié)省標(biāo)準(zhǔn)煤的質(zhì)量．
（3）根據(jù)題目所給條件和功率的計(jì)算公式p=即可解決此題．
太陽能是人類能源的寶庫，有待于我們進(jìn)一步探索和利用．
點(diǎn)評(píng)：此題考查物態(tài)變化、熱量的計(jì)算和電功率的計(jì)算及太陽能的開發(fā)和利用等方面的知識(shí)，使同學(xué)們深刻感受到物理知識(shí)在科技方面的廣泛應(yīng)用．