6. 从能量转化的角度,可以把火力发电站分为三个部分:锅炉、汽轮机和发电机。如图所示是火力发电站的能流图。

(1)在锅炉部分,主要的能量转化是能转化为能,这一部分的能量损失主要包括。在汽轮机部分,主要的能量转化是能转化为能,这一部分的能量损失主要包括。 在发电机部分,主要的能量转化是能转化为能,这一部分的能量损失主要包括。
(2)汽车汽油发动机的效率仅为20%~30%,请参照火力发电站的能流图,说明汽油发动机效率很低的原因。
(1)在锅炉部分,主要的能量转化是能转化为能,这一部分的能量损失主要包括。在汽轮机部分,主要的能量转化是能转化为能,这一部分的能量损失主要包括。 在发电机部分,主要的能量转化是能转化为能,这一部分的能量损失主要包括。
(2)汽车汽油发动机的效率仅为20%~30%,请参照火力发电站的能流图,说明汽油发动机效率很低的原因。
答案:化学
内
燃料燃烧不
完全损失的能量散热损失的能量
内
机械
废气带
走的能量克服摩擦损失的能量
机械
电
电流通过导线时发热损失的能量
燃料燃烧不完全损失能量;废气带走大量内能;克服摩擦损失能量;散热损失能量。
内
燃料燃烧不
完全损失的能量散热损失的能量
内
机械
废气带
走的能量克服摩擦损失的能量
机械
电
电流通过导线时发热损失的能量
燃料燃烧不完全损失能量;废气带走大量内能;克服摩擦损失能量;散热损失能量。
解析:
【分析】
这道题结合火力发电站能流图考查能量转化与能量损失的相关知识,解题思路如下:
1. 第(1)问:分模块观察能流图的输入输出能量形式,再从图中箭头指向提取对应环节的能量损失:
先看锅炉模块,输入是燃料的化学能,输出是内能,对应损失是燃烧不完全和散热损失的能量;
再看汽轮机模块,输入是内能,输出是机械能,对应损失是废气带走和克服摩擦损失的能量;
最后看发电机模块,输入是机械能,输出是电能,对应损失是导线发热损失的能量。
2. 第(2)问:类比火力发电站的能量损失逻辑,汽油发动机属于热机,从燃烧、废气、摩擦、散热四个角度梳理效率低的原因即可。
【解析】
(1) 结合能流图分析各环节:
① 锅炉部分:燃料的化学能通过燃烧过程转化为内能,该环节的能量损失为燃料燃烧不完全损失的能量、散热损失的能量;
② 汽轮机部分:内能驱动汽轮机运转,将内能转化为机械能,该环节的能量损失为废气带走的能量、克服摩擦损失的能量;
③ 发电机部分:汽轮机带动发电机工作,将机械能转化为电能,该环节的能量损失为电流通过导线时发热损失的能量。
(2) 汽油发动机属于热机,参考火力发电站的能量损失,其效率低的原因是:燃料燃烧不完全会损失能量;工作时废气会带走大量内能;运转过程中克服摩擦会损失能量;同时存在散热损失的能量,这些能量损耗导致其效率仅为20%~30%。
【答案】
(1) 化学;内;燃料燃烧不完全损失的能量、散热损失的能量;
内;机械;废气带走的能量、克服摩擦损失的能量;
机械;电;电流通过导线时发热损失的能量
(2) 燃料燃烧不完全损失能量;废气带走大量内能;克服摩擦损失能量;散热损失能量。
【知识点】
能量转化、热机效率、能流图分析
【点评】
本题将能量转化知识与实际生产场景结合,通过能流图直观呈现能量的转移和损耗,既考查了从图表提取信息的能力,也帮助理解热机类系统效率较低的本质,引导学生建立理论知识与实际应用的联系。
【难度系数】
0.7
这道题结合火力发电站能流图考查能量转化与能量损失的相关知识,解题思路如下:
1. 第(1)问:分模块观察能流图的输入输出能量形式,再从图中箭头指向提取对应环节的能量损失:
先看锅炉模块,输入是燃料的化学能,输出是内能,对应损失是燃烧不完全和散热损失的能量;
再看汽轮机模块,输入是内能,输出是机械能,对应损失是废气带走和克服摩擦损失的能量;
最后看发电机模块,输入是机械能,输出是电能,对应损失是导线发热损失的能量。
2. 第(2)问:类比火力发电站的能量损失逻辑,汽油发动机属于热机,从燃烧、废气、摩擦、散热四个角度梳理效率低的原因即可。
【解析】
(1) 结合能流图分析各环节:
① 锅炉部分:燃料的化学能通过燃烧过程转化为内能,该环节的能量损失为燃料燃烧不完全损失的能量、散热损失的能量;
② 汽轮机部分:内能驱动汽轮机运转,将内能转化为机械能,该环节的能量损失为废气带走的能量、克服摩擦损失的能量;
③ 发电机部分:汽轮机带动发电机工作,将机械能转化为电能,该环节的能量损失为电流通过导线时发热损失的能量。
(2) 汽油发动机属于热机,参考火力发电站的能量损失,其效率低的原因是:燃料燃烧不完全会损失能量;工作时废气会带走大量内能;运转过程中克服摩擦会损失能量;同时存在散热损失的能量,这些能量损耗导致其效率仅为20%~30%。
【答案】
(1) 化学;内;燃料燃烧不完全损失的能量、散热损失的能量;
内;机械;废气带走的能量、克服摩擦损失的能量;
机械;电;电流通过导线时发热损失的能量
(2) 燃料燃烧不完全损失能量;废气带走大量内能;克服摩擦损失能量;散热损失能量。
【知识点】
能量转化、热机效率、能流图分析
【点评】
本题将能量转化知识与实际生产场景结合,通过能流图直观呈现能量的转移和损耗,既考查了从图表提取信息的能力,也帮助理解热机类系统效率较低的本质,引导学生建立理论知识与实际应用的联系。
【难度系数】
0.7