例題1
判斷下列說法是否正確 ( )
A.能量就是能源
B.電能是一種二次能源
C.石油是一種常規(guī)能源
分析與解答:
能源是提供能量的物質(zhì)資源.能源的利用過程,實(shí)質(zhì)上是能量的轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移過程,但不能說能源就是能量,說法(A)是不正確的.能源的分類方法很多.所謂一次能源和二次能源是按能源是否由自然界直接提供來分的,如煤、石油、草木燃料、風(fēng)、流水等都屬于一次能源;而電能是一種再造能源,是由自然界提供的能源轉(zhuǎn)化而來的,屬于二次能源,所以說法(B)是正確的.所謂常規(guī)能源和新能源是按人們發(fā)現(xiàn)和利用能源的進(jìn)程來劃分的,石油是人類已經(jīng)利用多年的一種能源,屬常規(guī)能源,因而說法(C)也是正確的.A.錯(cuò)誤,B.C.正確.
例題2
用什么樣的實(shí)驗(yàn)才能判斷射線帶不帶電?帶哪種電?
分析與解答:
因?yàn)橥娭睂?dǎo)線在磁場中受磁場力作用后會(huì)偏轉(zhuǎn);運(yùn)動(dòng)的帶電粒子相當(dāng)于電流,也會(huì)受到磁場作用而發(fā)生偏轉(zhuǎn).所以,可設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)方法如下:把鈾、釙和鐳等放射性物質(zhì)放在鉛盒內(nèi),鉛盒上開有一窄縫讓射線射出,使射線通過強(qiáng)磁場,再用照相底片把射線通過磁場后的位置記錄下來.從照相底片看到,射線分成三束,其中兩束向相反方向偏轉(zhuǎn),說明這兩束射線帶異種電荷;中間一束不偏轉(zhuǎn),說明它不帶電,是中性的.
例題3
下列關(guān)于核能的說法正確的是 ( )
A.物質(zhì)是由原子組成的,原子中有原子核,所以利用任何物質(zhì)都能得到核能
B.到目前為止,人類獲得核能有兩種途徑,即原子核的裂變和聚變
C.原子彈和氫彈都是利用原子核裂變的原理制成的
D.自然界的原子核只有在人為的條件下才會(huì)發(fā)生聚變
分析與解答:
核能是人們在近幾十年里才發(fā)現(xiàn)和開始利用的新能源.雖然各種物質(zhì)的原子里都有原子核,但在通常情況下并不能釋放能量.只有當(dāng)原子核發(fā)生改變——裂變和聚變時(shí)才能放出巨大的能量.原子彈是利用裂變的鏈?zhǔn)椒磻?yīng)中能在極短的時(shí)間內(nèi)釋放出巨大能量的原理制成的,而氫彈則是利用輕核的聚變制成的.自然界除了人為的聚變反應(yīng)外,太陽和許多恒星內(nèi)部都進(jìn)行著大規(guī)模的聚變反應(yīng),并以光和熱的形式將核能輻射出來.故應(yīng)選B.
例題4
在核電站中,從核能到電能,中間經(jīng)過了哪些形式的能量轉(zhuǎn)換?
核電站和一般火力發(fā)電站的工作原理有哪些異同?
分析與解答:
在核電站中,反應(yīng)堆里鈾核的裂變將核能轉(zhuǎn)化為高溫蒸氣的內(nèi)能;蒸氣推動(dòng)汽輪機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn),將內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能(動(dòng)能);汽輪機(jī)帶動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電,將動(dòng)能轉(zhuǎn)化為電能.
核電站與一般火力發(fā)電站在“發(fā)電”這一環(huán)節(jié)上是一樣的,都是利用高溫高壓蒸汽驅(qū)動(dòng)汽輪機(jī)做功,帶動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電,即由內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能,再轉(zhuǎn)化為電能.不同的是核電站是利用核反應(yīng)堆放出的核能轉(zhuǎn)化為高溫高壓蒸汽的內(nèi)能,而一般火力發(fā)電站是利用煤或石油燃燒時(shí)的化學(xué)能轉(zhuǎn)化成高溫高壓蒸汽的內(nèi)能.
例題5
為什么說提高能源利用率主要靠科技進(jìn)步?
分析與解答:
我們知道,蒸氣機(jī)的效率只有10%左右,后來發(fā)明了內(nèi)燃機(jī),效率提高到30%以上;從火電站到熱電站,能源利用率從30%提高到50%以上.采用超高壓送電,大大減少了輸電線上能量損失.可見,能源利用率的提高主要靠科技進(jìn)步.
例題6
試計(jì)算太陽每小時(shí)輻射到地球上的總能量是多少?這些能量相當(dāng)于多少無煙煤完全燃燒所放出的能量?
分析與解答:
查出太陽輻射的平均功率p,即可算出每小時(shí)太陽輻射的總能量.
查表知太陽能輻射到地球表面的平均功率為1.7×1017W,所以太陽每小時(shí)輻射到地球表面的能量
E=p·t=1.7×1017W×3600s=6.1×1020J
查表知無煙煤的燃燒值為3.4×107J/kg,因此要產(chǎn)生6.1×1020J熱量需完全燃燒無煙煤的質(zhì)量為1.8×1010t
例題7
1kg鈾全部裂變釋放出的能量約為8.5×1013J,相當(dāng)于完全燃燒多少無煙煤放出的能量?
分析與解答:
查出煤的燃燒值,即可根據(jù)鈾裂變放出的總能量算出所需煤的質(zhì)量.
解:查表可知,無煙煤的燃燒值為3.4×107J/kg.設(shè)完全燃燒mkg無煙煤放出的熱量相當(dāng)于1kg鈾全部裂變釋放出的能量,則相當(dāng)于2.5×107kg的無煙煤.
判斷下列說法是否正確 ( )
A.能量就是能源
B.電能是一種二次能源
C.石油是一種常規(guī)能源
分析與解答:
能源是提供能量的物質(zhì)資源.能源的利用過程,實(shí)質(zhì)上是能量的轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移過程,但不能說能源就是能量,說法(A)是不正確的.能源的分類方法很多.所謂一次能源和二次能源是按能源是否由自然界直接提供來分的,如煤、石油、草木燃料、風(fēng)、流水等都屬于一次能源;而電能是一種再造能源,是由自然界提供的能源轉(zhuǎn)化而來的,屬于二次能源,所以說法(B)是正確的.所謂常規(guī)能源和新能源是按人們發(fā)現(xiàn)和利用能源的進(jìn)程來劃分的,石油是人類已經(jīng)利用多年的一種能源,屬常規(guī)能源,因而說法(C)也是正確的.A.錯(cuò)誤,B.C.正確.
例題2
用什么樣的實(shí)驗(yàn)才能判斷射線帶不帶電?帶哪種電?
分析與解答:
因?yàn)橥娭睂?dǎo)線在磁場中受磁場力作用后會(huì)偏轉(zhuǎn);運(yùn)動(dòng)的帶電粒子相當(dāng)于電流,也會(huì)受到磁場作用而發(fā)生偏轉(zhuǎn).所以,可設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)方法如下:把鈾、釙和鐳等放射性物質(zhì)放在鉛盒內(nèi),鉛盒上開有一窄縫讓射線射出,使射線通過強(qiáng)磁場,再用照相底片把射線通過磁場后的位置記錄下來.從照相底片看到,射線分成三束,其中兩束向相反方向偏轉(zhuǎn),說明這兩束射線帶異種電荷;中間一束不偏轉(zhuǎn),說明它不帶電,是中性的.
例題3
下列關(guān)于核能的說法正確的是 ( )
A.物質(zhì)是由原子組成的,原子中有原子核,所以利用任何物質(zhì)都能得到核能
B.到目前為止,人類獲得核能有兩種途徑,即原子核的裂變和聚變
C.原子彈和氫彈都是利用原子核裂變的原理制成的
D.自然界的原子核只有在人為的條件下才會(huì)發(fā)生聚變
分析與解答:
核能是人們在近幾十年里才發(fā)現(xiàn)和開始利用的新能源.雖然各種物質(zhì)的原子里都有原子核,但在通常情況下并不能釋放能量.只有當(dāng)原子核發(fā)生改變——裂變和聚變時(shí)才能放出巨大的能量.原子彈是利用裂變的鏈?zhǔn)椒磻?yīng)中能在極短的時(shí)間內(nèi)釋放出巨大能量的原理制成的,而氫彈則是利用輕核的聚變制成的.自然界除了人為的聚變反應(yīng)外,太陽和許多恒星內(nèi)部都進(jìn)行著大規(guī)模的聚變反應(yīng),并以光和熱的形式將核能輻射出來.故應(yīng)選B.
例題4
在核電站中,從核能到電能,中間經(jīng)過了哪些形式的能量轉(zhuǎn)換?
核電站和一般火力發(fā)電站的工作原理有哪些異同?
分析與解答:
在核電站中,反應(yīng)堆里鈾核的裂變將核能轉(zhuǎn)化為高溫蒸氣的內(nèi)能;蒸氣推動(dòng)汽輪機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn),將內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能(動(dòng)能);汽輪機(jī)帶動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電,將動(dòng)能轉(zhuǎn)化為電能.
核電站與一般火力發(fā)電站在“發(fā)電”這一環(huán)節(jié)上是一樣的,都是利用高溫高壓蒸汽驅(qū)動(dòng)汽輪機(jī)做功,帶動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電,即由內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能,再轉(zhuǎn)化為電能.不同的是核電站是利用核反應(yīng)堆放出的核能轉(zhuǎn)化為高溫高壓蒸汽的內(nèi)能,而一般火力發(fā)電站是利用煤或石油燃燒時(shí)的化學(xué)能轉(zhuǎn)化成高溫高壓蒸汽的內(nèi)能.
例題5
為什么說提高能源利用率主要靠科技進(jìn)步?
分析與解答:
我們知道,蒸氣機(jī)的效率只有10%左右,后來發(fā)明了內(nèi)燃機(jī),效率提高到30%以上;從火電站到熱電站,能源利用率從30%提高到50%以上.采用超高壓送電,大大減少了輸電線上能量損失.可見,能源利用率的提高主要靠科技進(jìn)步.
例題6
試計(jì)算太陽每小時(shí)輻射到地球上的總能量是多少?這些能量相當(dāng)于多少無煙煤完全燃燒所放出的能量?
分析與解答:
查出太陽輻射的平均功率p,即可算出每小時(shí)太陽輻射的總能量.
查表知太陽能輻射到地球表面的平均功率為1.7×1017W,所以太陽每小時(shí)輻射到地球表面的能量
E=p·t=1.7×1017W×3600s=6.1×1020J
查表知無煙煤的燃燒值為3.4×107J/kg,因此要產(chǎn)生6.1×1020J熱量需完全燃燒無煙煤的質(zhì)量為1.8×1010t
例題7
1kg鈾全部裂變釋放出的能量約為8.5×1013J,相當(dāng)于完全燃燒多少無煙煤放出的能量?
分析與解答:
查出煤的燃燒值,即可根據(jù)鈾裂變放出的總能量算出所需煤的質(zhì)量.
解:查表可知,無煙煤的燃燒值為3.4×107J/kg.設(shè)完全燃燒mkg無煙煤放出的熱量相當(dāng)于1kg鈾全部裂變釋放出的能量,則相當(dāng)于2.5×107kg的無煙煤.