10. 为体现低碳经济的理念,上海世博会充分利用太阳能发电技术,其主题馆屋面太阳能板的面积达$ 3×10^4 m^2,$年发电量$ 3×10^6 kW·h。$若这些电能由火力发电站提供(煤的热值为$ 3×10^7 J/kg,$煤完全燃烧释放的内能转化为电能的效率是 30%),则仅此一项每年可节约煤炭的质量为()。
$A. 2.0×10^4 kg$
$B. 1.2×10^5 kg$
$C. 3.6×10^5 kg$
$D. 1.2×10^6 kg$

D 【解析】年发电量$W=3×10^{6}\ kW\cdoth=3×10^{6}×3.6×10^{6}\ J=1.08×10^{13}\ J$,每年可节约煤的质量$m=\frac{Q_{放}}{q}=\frac{W}{30\%× q_{煤}}=\frac{1.08× 10^{13}\ J}{30\%×3× 10^{7}\ J/kg}=1.2× 10^{6}\ kg$。

11. 人类正面临能源危机,为了找到更节能的光源,科学家做了大量的实验,实验发现下表中的 LED 灯和白炽灯在正常工作时,光照强度相同。
|类型|LED 灯|白炽灯|
|发光原理|二极管发光|钨丝高温发光|
|额定电压|24 V|220 V|
|响应时间|$10⁻^9 s$|$10⁻^3 s$|
|额定功率|12 W|100 W|

(1)由表中给出的信息知道,LED 灯和白炽灯的发光原理(选填“相同”或“不相同”)。
(2)LED 灯正常发光时的电流是 A；正常工作 1 h,使用 LED 灯比白炽灯要节约______kW·h 的电能。

(1)不相同
(2)0.5 0.088 【解析】
(1)白炽灯依赖高温热辐射,简单但低效;LED利用半导体特性直接发光,高效且可精确调控光谱。因此LED灯和白炽灯的发光原理是不同的。
(2)LED灯正常发光时的电流$I=\frac{P_{LED}}{U_{LED}}=\frac{12\ W}{24\ V}=0.5\ A$;使用LED灯1h消耗的电能$W_{LED}=P_{LED}t=12× 10^{-3}\ kW×1\ h=0.012\ kW\cdoth$;使用白炽灯1h消耗的电能$W_{白}=P_{白}t=100× 10^{-3}\ kW×1\ h=0.1\ kW\cdoth$,使用LED灯比白炽灯节约的电能$W_{节}=0.1\ kW\cdoth-0.012\ kW\cdoth=0.088\ kW\cdoth$。

12. 为什么说太阳是地球的能源之母？

风能,水能,存贮在动物、植物体内的化学能,化石能源(存贮在煤、石油、天然气中的化学能)都是直接或间接由太阳能转化来的。

13. 杨洋同学家原来是用液化石油气烧水的(每天至少用 65℃的热水 100 kg),参加“探究性学习”活动后,在老师的指导和同学们的帮助下,制作了一台简易的太阳能热水器。这台热水器 6 月份平均每天可将 100 kg 水的温度从 15℃升高到 65℃。c水$ = 4.2×10^3 J/(kg·℃)。$
(1)若液化石油气的热值为$ 8.0×10^7 J/kg,$改用太阳能热水器后,6 月份平均每天可节约液化石油气多少千克？[液化石油气燃烧放出的热量的 70%被水吸收]
(2)使用太阳能热水器比使用燃料烧水除了节约能源外还有哪些优点？(至少写出两点)

(1)0.375 kg;
(2)优点:①无污染;②安全;③光能取之不尽。(说明:此问答案有多种,只要回答合理均正确)
【解析】
(1)$Q_{吸}=c_{水}m_{水}(t-t_{0})=4.2× 10^{3}\ J/(kg\cdot^{\circ}C)×100\ kg×(65\ ^{\circ}C-15\ ^{\circ}C)=2.1× 10^{7}\ J$。由题意得$m=\frac{Q_{吸}}{q×70\%}=\frac{2.1× 10^{7}\ J}{8.0× 10^{7}\ J/kg×70\%}=0.375\ kg$。