Question

12．隨著科學(xué)技術(shù)的日益進步，人類又發(fā)現(xiàn)了一項可以利用的新能源-人體能，即人體散發(fā)的能量，主要表現(xiàn)為熱能和機械能．在人的生命過程中，人體能源隨時作用于周圍環(huán)境，如運動時大量出汗，行走時壓著路面做功等，這些能量至少有$\frac{1}{3}$被白白浪費掉．
（1）據(jù)專家測算，一個質(zhì)量為50kg的成年人，一晝夜所消耗的熱量約1.05×10⁴kJ，這些能量可以把50kg水從0℃加熱到多少？
（2）按全世界60億人口計算，每天浪費掉的人體能相當(dāng)于多少座1.0×10⁶kW的核電站1天生產(chǎn)的電能？

Answer 1

分析 （1）知道水吸收的熱量、水的質(zhì)量、水的比熱容，根據(jù)吸熱公式Q_吸=cm△t求水的溫度升高值，知道初溫，可求末溫；
（2）先求出60億人每天消耗的能量，再利用W=Pt求1座1.0×10⁶kW的核電站1天生產(chǎn)的電能，二者之比可得需要核電站數(shù)．

解答 解：
（1）由題知，Q_吸=1.05×10⁴kJ=1.05×10⁷J，
由Q_吸=cm△t得：
△t=$\frac{{Q}_{吸}}{cm}$=$\frac{1.05×1{0}^{7}J}{4.2×1{0}^{3}J/（kg•℃）×50kg}$=50℃，
因為初溫為0℃，所以末溫為50℃；
（2）60億人每天消耗的能量1.05×10⁷J×60×10⁸=6.3×10¹⁶J，
浪費掉的能量W_總=6.3×10¹⁶J×$\frac{1}{3}$=2.1×10¹⁶J，
1座1.0×10⁶kW的核電站1天生產(chǎn)的電能：
W=pt=1.0×10⁶kW×24h=2.4×10⁷kW•h=2.4×10⁷×3.6×10⁶J=8.64×10¹³J，
需要核電站數(shù)：
n=$\frac{{W}_{總}}{W}$=$\frac{2.1×1{0}^{16}J}{8.64×1{0}^{13}J}$≈243（座）．
答：（1）這些能量可以把50kg水從0℃加熱到50℃；
（2）按全世界60億人口計算，每天浪費掉的人體能相當(dāng)于243座1.0×10⁶kW的核電站1天生產(chǎn)的電能．

點評 本題為電功和熱量的綜合計算題，因為數(shù)值較大，要細心，不要在指數(shù)上出錯！