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初中物理

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    核电站的核心是原子核反应堆,核燃料(如铀)释放出大量的核能,是和平利用核能的重要途径.我国的核电事业发展迅速,已经建成几座核电站,其中广东大亚湾核电站每年发电量约1010kW•h,其中70%的电力供应香港,30%的电力供应广东电网.据专家估计,通过核能发电,使得广东和香港两地每年减少燃煤消耗4.0×109kg.核能作为一种新型能源有着广阔的前景.
    (1 ) 原子核是由______组成的.在反应堆中,核燃料(如铀)发生______释出大量的核能.
    (2)已知煤的热值2.9×107J/kg,则4.0×109kg煤完全燃烧时放出的热量是多少?
    (3)向大气中排放过量的二氧化碳等温室气体是造成“温室效应”的主要原因,大亚湾核电站与同等供电量的火力发电站相比,每年将少排放二氧化碳排放9.9×109kg,已知通常情况下二氧化碳气体的密度为1.98kg/m3,则这些气体通常情况下的体积约为多少?
    (4)设火力发电站在单位时间内产生的电能为E,它在这段时间内所消耗的燃料完全燃烧产生的热量为Q,则火力发电站的效率η=
    E
    Q
    ×100%.根据上述资料,可估算出通常的火力发电站的效率约为多少?
    本题信息:物理问答题难度较难 来源:未知
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本试题 “核电站的核心是原子核反应堆,核燃料(如铀)释放出大量的核能,是和平利用核能的重要途径.我国的核电事业发展迅速,已经建成几座核电站,其中广东大亚湾核...” 主要考查您对

热值

能量转化效率

核能,裂变,聚变

等考点的理解。关于这些考点您可以点击下面的选项卡查看详细档案。
  • 热值
  • 能量转化效率
  • 核能,裂变,聚变
燃料的热值:
定义 1kg某种燃料完全燃烧放出的热量
物理意义 反映燃料燃烧放热本领的物理量
单位 J/kg或J/m3(气体)
单位意义 例:干木柴热值1.2×107J/kg表示1kg干木柴完全燃烧放出的热量是1.2×107J
性质 热值是燃料的一种特性
燃料燃烧放热公式 Q=mq 或Q=v·q
m代表质量,单位kg
q代表热值,单位J/kg
V代表体积,单位m3
Q代表放出的热量,单位J

热值概念的理解:
(1)燃料的热值与燃料的种类有关,热值反映的是所有能燃烧的物质的一种性质,也就是说它是燃料的一种特性,反映了不同燃料在燃烧过程中,化学能转化为内能的本领的大小。燃料的热值只与燃料的种类有关,与燃料的形态、质量、体积以及是否完全燃烧无关。

(2)“完全燃烧”的含义是烧完、烧尽,1kg的某种燃料,只有在完全燃烧的情况下,放出的热量才等于这种燃料的热值,若该燃料在燃烧时没有完全燃烧,放出的热量就比对应的热值小。
燃料及其燃烧
 能够燃烧并且在燃料时放出光和热的物质,叫做燃料。
 燃料的燃烧是一种化学变化,在燃烧的过程中,燃料的化学能转化为内能,这就是我们常说的释放能量,然后,转移到其他物体上或转化为其他形式的能量供人们使用.
 说明:按照状态,燃料可分为固体燃料(如煤、炭、木材等)、液体燃料(如汽油、煤油、石油等)和气体燃料(如天然气、煤气、沼气等)。

能量转换效率:
是指一个能量转换设备所输出可利用的能量,相对其输入能量的比值。输出可利用的能量可能是电能、机械功或是热量。主要和输出能量可利用的程度有关。

公式:
效率=
核能和获得核能的途径:
核外电子:带负电
1.原子结构
2.核能:质子、中子依靠强大的核力紧密地结合存一起,一旦使原子分裂或聚合,就可能释放出惊人的能量,这就是核能。
3.目前获得核能有两条途径:核裂变、核聚变。

核裂变:
1.核裂变:把重核分裂成质量较小的核,释放出核能的反应称为核裂变。
2.核裂变的原理——链式反应:原子核持续裂变,并释放出大量的核能。如图:
 
3.应用:原子弹、核电站的能量都来源于核裂变,下图为我国第一颗原子弹爆炸图。


核聚变(热核反应)
1.核聚变是产生核能的另一种方式。核聚变是较轻的原子核结合成为较重的原子核的一种反应。
2.如图所永的是氘核和氚核结合成为氦核的聚变过程。这种核反应也伴随着释放巨大的能量。
3.利用核聚变反应也能制造核武器。氢弹就是利用核聚变原理制造的一种威力比原子弹还要大的核武器(如图)。

4.核聚变需要超高温度,因此核聚变也被称作热核反应。在太阳中,发生的就是热核反应。

核电站及核反应堆:
1.构成核反应堆是产生核反应的装置,是核电站的核心。核反应堆一般由铀棒(核材料)、减速剂、控制棒、冷却剂、热交换器和屏蔽物(水泥)等组成(如图)。


2.原理它的基本工作原理是这样的:核材料在反应堆内部发生核反应产生热量;用石墨或其他材料制成的减速剂使核反应产生的中子减速以提高核裂变的效率;控制棒的下部为阻挡中子的材料,用来控制链式反应的速度,如果希望加快反应速度就把控制棒拉出来一点,希望降低反应速度则推进控制棒;冷却剂在反应堆中循环以将热量带入热交换器;水在热交换器中被加热成为蒸汽以输出用于推动汽轮机,再带动发电机发电。

3.能量转化过程核能→水和水蒸气的内能→蒸汽轮机的机械能→电能。

4.提示原子弹和核反应堆巾发生的都是核裂变,它们的区别是:原子弹爆炸时发生的链式反应是不加控制的;而通过核反应堆,可将链式反应的速度加以控制,使其平稳地释放出大量核能。
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