Question

據(jù)測算，奧運會期間，為賽時服務(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789萬千瓦時的能量．國奧村的微能耗建筑，采用了冬季自然儲冰用于夏季空調(diào)技術(shù)，這項技術(shù)是將冬季的寒冰導入地下水池，自然凍冰儲存冷能，用于夏季空凋，在地面上的金屬管內(nèi)裝入液氨（標準大氣壓下沸點負70℃），并連接到地下水池．
（1）國奧村的微能耗建筑就是相當于把冬天的“冷”搬到夏天，把夏天的“熱”搬到冬天．請你猜想其中涉及的物態(tài)變化．（列舉2點）
（2）若按標準煤的熱值為3.0×10⁷J/㎏計算，奧運會期間從太陽和再生水中獲取的能量相當于節(jié)約了多少標準煤？
（3）奧運場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，按太陽光照射強度為6×10⁴J/（m²?min），光電轉(zhuǎn)化效率為15%計算，它的發(fā)電功率多大？根據(jù)上述數(shù)據(jù)請你說說目前太陽能利用的優(yōu)點與不足．

Answer 1

解：（1）國奧村采用的冬季儲冰技術(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熱，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：奧運會期間從太陽和再生水中獲取的能量相當于節(jié)約了9.468×10³kg標準煤．
（3）p=×15%=×15%=5.4×10⁷W．
答：它的發(fā)電功率為5.4×10⁷W．
優(yōu)點：清潔無污染，經(jīng)濟，可再生能源．
不足：轉(zhuǎn)化效率不高．
分析：（1）國奧村采用的冬季儲冰技術(shù)是運用了物態(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（標準大氣壓下沸點負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，同時管中的液氨在地下水池里受到溫熱，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，不消耗動力地自我循環(huán)上下流動，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=3.6×10⁶焦耳，可以把從太陽和再生水中獲取789萬千瓦時的能量轉(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)省標準煤的質(zhì)量．
（3）根據(jù)題目所給條件和功率的計算公式p=即可解決此題．
太陽能是人類能源的寶庫，有待于我們進一步探索和利用．
點評：此題考查物態(tài)變化、熱量的計算和電功率的計算及太陽能的開發(fā)和利用等方面的知識，使同學們深刻感受到物理知識在科技方面的廣泛應用．