Question

據(jù)廈門海滄區(qū)委新聞報道組報道，東孚“垃圾山”的山頂，新建起兩棟黃色外墻的平房，這就是未來將垃圾填埋氣體回收發(fā)電的場所，相關設備已經(jīng)開始安裝，預計到今年五、六月，就可以實現(xiàn)電力上網(wǎng)試運行．垃圾填埋場每天會產(chǎn)生3.6×10⁴ m³的填埋氣體，其主要成份為甲烷（CH₄），現(xiàn)將它收集起來加以利用，設每千克生活垃圾經(jīng)特殊處理后平均能產(chǎn)生0.07m³的垃圾氣體，已知該氣體的熱值約為8.4×10⁷J/m³．
（1）若將這0.07m³的垃圾氣體完全燃燒后產(chǎn)生的熱量全部用來燒水，可使多少千克的水從20℃升高到100℃？[水的比熱容為4.2×10³J/（kg?℃）]
（2）若將該垃圾填埋場每天產(chǎn)生的所有垃圾氣體完全燃燒后所產(chǎn)生熱量的50%用來發(fā)電，那么，理論上每天可以發(fā)電多少度？

Answer 1

分析：（1）知道垃圾氣體完全燃燒后產(chǎn)生的熱量被水吸收，即：Q_放=Q_吸，根據(jù)公式Q_放=qV和Q_吸=cm△t可求水的質(zhì)量．
（2）根據(jù)公式Q_放=qV算出完全燃燒后所產(chǎn)生熱量，利用W_電=Q_放×50%求每天可發(fā)的電．

解答：解：（1）0.07m³垃圾氣體完全燃燒后產(chǎn)生的熱量：
Q_放=vq=0.07m³×8.4×10⁷J/m³=5.88×10⁶J，
由題知Q_放=Q_吸，
∵Q_吸=cm△t，
∴m=

Q吸

c△t

=

5.88×106J

4.2×103J/(kg?℃)×(100℃-20℃)

=17.5kg，
（2）每天垃圾氣體完全燃燒后產(chǎn)生的熱量：
Q_放′=v′q=3.6×10⁴m³×8.4×10⁷J/m³=3.024×10¹²J，
由題知，W_電=Q_放×50%=3.024×10¹²J×50%=1.512×10¹²J=4.2×10⁵kW?h．
答：（1）若將這0.07m³的垃圾氣體完全燃燒后產(chǎn)生的熱量全部用來燒水，可使17.5kg的水從20℃升高到100℃；
（2）理論上可以發(fā)電4.2×10⁵度．

點評：本題考查了學生對燃料完全燃燒放熱公式、吸熱公式的掌握和運用，利用好W_電=Q_放×50%是本題的關鍵，注意1kW?h=3.6×10⁶J．