如图甲所示是我国自主研发的亚洲第一座100MW熔盐塔式光热电站。该光热电站1.2万面定日镜（定日镜总面积1.4×106m2）和20000吨熔盐组成，它们可以在计算机的精确控制下随着太阳位置变化而变化，使太阳光时刻都能聚集到吸热器上，它的工作原理如图乙所示。在该系统中，吸热器将定日镜所捕捉到的太阳光转化为液态熔盐的内能并存储起来，然后，通过熔盐放热使水变成水蒸气从而推动汽轮发电机组发电。最后，通过高压输电线将电能传输到变电站供广大用户使用。

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28293. （2024•高新一中•九上一月）如图甲所示是我国自主研发的亚洲第一座100MW熔盐塔式光热电站。该光热电站1.2万面定日镜（定日镜总面积1.4×10⁶m²）和20000吨熔盐组成，它们可以在计算机的精确控制下随着太阳位置变化而变化，使太阳光时刻都能聚集到吸热器上，它的工作原理如图乙所示。在该系统中，吸热器将定日镜所捕捉到的太阳光转化为液态熔盐的内能并存储起来，然后，通过熔盐放热使水变成水蒸气从而推动汽轮发电机组发电。最后，通过高压输电线将电能传输到变电站供广大用户使用。
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（1）若地球表面每平方米面积上接收太阳辐射能的平均功率为1000W，则所有定日镜10min接收的太阳能可以使液态20000吨熔盐温度升高5.25℃，则：
①液态熔盐吸收的热量为多少？[已知液态熔盐比热容为4×10³J/（kg•℃）]
②所有定日镜10min接收的太阳能为多少？
③在此过程中的光热转化效率为多少？
（2）该光热发电站一年产出的电能为1.404×10¹³J。若采用煤发同样多的电，将会有大量二氧化碳气体排出，且每燃烧1吨煤会排放出3吨二氧化碳气体，则该发电站相当于每年减排二氧化碳多少吨？（已知煤电转换效率为40%，煤的热值为3.0×10⁷J/kg。）

时间:2024-10-22 难度:4

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组卷

[考点]

能量的利用效率

[答案]

（1）①液态熔盐吸收的热量为2.1×1011J；②所有定日镜10min接收的太阳能为8.4×1011J；③在此过程中的光热转化效率为25%；（2）该发电站相当于每年减排二氧化碳3.51×103t。

[解析]

解：（1）①液态熔盐吸收的热量Q_吸＝c_盐m_盐Δt＝4×10³J/（kg•℃）×20000×1000kg×5.25℃＝2.1×10¹¹J。
②所有定日镜10min接收的太阳能为W＝Pt＝1.4×10⁶m²×1000W/m²×10×60s＝8.4×10¹¹J；
③在此过程中的光热转化效率为η＝

＝

＝25%；
（2）煤电转换效率为40%，则煤放出的热量为Q_放＝

＝

＝3.51×10¹³J；
则需要消耗煤的质量为m＝

＝

＝1.17×10⁶kg＝1.17×10³t；
每燃烧1吨煤可排放出3吨二氧化碳气体，则相当于每年减排二氧化碳的质量为m1＝3m＝3×1.17×10³t＝3.51×10³t；
答：（1）①液态熔盐吸收的热量为2.1×10¹¹J；
②所有定日镜10min接收的太阳能为8.4×10¹¹J；
③在此过程中的光热转化效率为25%；
（2）该发电站相当于每年减排二氧化碳3.51×10³t。

[点评]

本题考查了"能量的利用效率 ",属于"综合题"，熟悉题型是解题的关键。

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（1）图中反应堆容器中发生的核反应是指核（选填“裂变”或“聚变”）；
（2）发电机输电功率为2×10⁸W，高温气冷堆核电站的发电效率是多少？
（3）若核反应堆工作1小时释放的热量由燃烧煤提供，需要完全燃烧多少吨煤？（煤的热值为3×10⁷J/kg）
（4）在输送核电站电能时，需要选择合适粗细的高压线；过粗会导致传输效率低下造成浪费，过细则会造成输电线过热，容易烧断。若高压线的安全电流密度J（通过导体单位横截面积的电流大小）在3×10⁶～4×10⁶A/m²之间，要使高压线所输送的电流大小稳定在750～900A之间，则应选择下表哪种规格的高压线？并通过计算说明理由。