8.(2024·河北中考)风电的开发可以有效助力我国实现碳达峰碳中和的目标。张北—雄安特高压交流输变电工程的投运，实现了“张家口的风点亮雄安的灯”。从能源的视角来看，“张家口的风”属于（选填“可再生”或“不可再生”）能源，它实际上来源于能。我国自主研发的单个陆上风电机组的功率可达$10^7$ W，这样一个风电机组在此功率下稳定工作min产生的电能，相当于200 kg焦炭完全燃烧放出的热量。已知焦炭的热值为$3.0×10^7$ J/kg。

8. 可再生 太阳 10
【解析】风能可以在短期内从自然界得到补充,属于可再生能源,它实际上来源于太阳能。200 kg焦炭完全燃烧放出的热量$Q_{放}=mq=200\ \mathrm{kg}×3.0×10^7\ \mathrm{J/kg}=6×10^9\ \mathrm{J}$;单个陆上风电机组的功率可达$10^7\ \mathrm{W}$,以此功率稳定工作产生$6×10^9\ \mathrm{J}$电能需要的时间$t=\dfrac{W}{P}=\dfrac{Q_{放}}{P}=\dfrac{6×10^9\ \mathrm{J}}{10^7\ \mathrm{W}}=600\ \mathrm{s}=10\ \mathrm{min}$。

9.(2024·江苏无锡中考)我国海阳核电站在利用核能发电的同时给居民供暖,其工作流程如图所示。核燃料反应堆内有低浓度的铀235原子核,发生核反应后产生大量的热,一回路和二回路是两个互不相通的水循环回路。一回路的水流过核燃料反应堆的堆芯,带走核反应堆产生的热量,在蒸汽发生器中将热量传递给二回路的水,然后流回堆芯。二回路的水在蒸汽发生器中受热,产生大量高温水蒸气,水蒸气做功推动汽轮机发电,做功后的水蒸气冷凝后返回蒸汽发生器。核能供暖是将发电之后的余热取出来通过管道送给居民的过程。单个机组,如果仅供电,那么它每秒提供的电能为$1.25×10^{9}\ \mathrm{J}$;如果在供电的同时进行供热,那么它每秒提供的电能为$1.21×10^{9}\ \mathrm{J}$,热量为$2×10^{8}\ \mathrm{J}$,单个机组核燃料反应堆产生的能量的使用效率提高了3.2个百分点,即两者效率之差为3.2%。已知焦炭的热值为$3.0×10^{7}\ \mathrm{J/kg}$。

(1)核燃料反应堆中的铀235原子核是(选填“可再生”或“不可再生”)能源。二回路中的水在蒸汽发生器中发生(填物态变化名称),吸收热量。
(2)在下面横线上将核能发电的能量转化过程补充完整。核能→内能→→电能。
(3)若给居民供热$5.4×10^{15}\ \mathrm{J}$,则相当于完全燃烧kg焦炭产生的热量。
(4)单个机组核燃料反应堆每秒产生的能量为J。

9.(1)不可再生 汽化
(2)机械能
(3)$1.8×10^8$
(4)$5×10^9$
【解析】(1)核电站利用核裂变的可控链式反应来发电,核燃料在自然界中也是有限的,核能属于不可再生能源。蒸汽发生器中的水被加热后变成了水蒸气,所以是汽化过程。(2)核能发电的能量转化过程:核能→内能→机械能→电能。(3)根据$Q_{放}=q_{焦炭}m$可得,燃烧焦炭的质量$m=\dfrac{Q_{放}}{q_{焦炭}}=\dfrac{5.4×10^{15}\ \mathrm{J}}{3.0×10^7\ \mathrm{J/kg}}=1.8×10^8\ \mathrm{kg}$。(4)设单个机组核燃料反应堆每秒产生的能量为$E$,则单个机组仅供电时,其能量使用效率$\eta_1=\dfrac{W_电}{E}$;单个机组在供电的同时进行供热,其能量使用效率$\eta_2=\dfrac{W_电'+Q}{E}$,因为单个机组核燃料反应堆产生的能量的使用效率提高了3.2个百分点,所以$\eta_2-\eta_1=3.2\%$,即$\dfrac{W_电'+Q}{E}-\dfrac{W_电}{E}=3.2\%$,则$E=\dfrac{W_电'+Q-W_电}{3.2\%}=\dfrac{1.21×10^9\ \mathrm{J}+2×10^8\ \mathrm{J}-1.25×10^9\ \mathrm{J}}{3.2\%}=5×10^9\ \mathrm{J}$。