Question

17．頁巖氣是蘊藏于頁巖層可供開采的天然氣資源，中國的頁巖氣可采儲量居世界首位．頁巖氣的形成和富集有著自身獨特的特點，往往分布在盆地內(nèi)厚度較大、分布廣的頁巖烴源巖地層中．較常規(guī)天然氣相比，頁巖氣開發(fā)具有開采壽命長和生產(chǎn)周期長的優(yōu)點，大部分產(chǎn)氣頁巖分布范圍廣、厚度大，且普遍含氣，這使得頁巖氣井能夠長期地以穩(wěn)定的速率產(chǎn)氣．
近日，在我國一頁巖氣試驗開采氣田，工作人員采取了部分頁巖氣樣品，經(jīng)初步檢測該頁巖氣樣品中的天然氣含量為90%，為了確定其中是否還含有其它可燃性成分，現(xiàn)在在實驗室進一步對其進行熱值測試：假設(shè)所取樣品氣體的體積為1L，用它燒水，使得1kg 的水溫度升高了5℃，已知檢測所用的燒水爐的效率為70%，天氣的熱值為4.0×10⁷J/m³．請根據(jù)以上信息計算：
（1）檢測過程中，水吸收的熱量是多少？
（2）檢測過程中，頁巖氣樣品所釋放的熱量是多少？
（3）該頁巖氣樣品的熱值為多少？

Answer 1

分析 （1）知道水的質(zhì)量、水的比熱容、水升高的溫度，利用吸熱公式Q_吸=cm△t求水吸收的熱量；
（2）根據(jù)公式Q_放=$\frac{{Q}_{吸}}{η}$計算放出的熱量；
（3）根據(jù)公式q=$\frac{{Q}_{放}}{V}$計算頁巖氣樣品的熱值．

解答 解：（1）水吸收的熱量Q_吸=cm△t=4.2×10³J/（kg•℃）×1kg×5℃=2.1×10⁴J．
（2）頁巖氣樣品所釋放的熱量Q_放=$\frac{{Q}_{吸}}{η}$=$\frac{2.1×1{0}^{4}J}{70%}$=3×10⁴J；
（3）1L=1dm³=1×10^-3m³，所以該頁巖氣樣品的熱值q=$\frac{{Q}_{放}}{V}$=$\frac{3×1{0}^{4}J}{1×1{0}^{-3}{m}^{3}}$=3×10⁷J/m³．
答：（1）檢測過程中，水吸收的熱量是2.1×10⁴J；
（2）檢測過程中，頁巖氣樣品所釋放的熱量是3×10⁴J；      
（3）該頁巖氣樣品的熱值是3×10⁷J/m³．

點評 本題考查熱量的計算公式及靈活運用，解答此題的關(guān)鍵是知道相關(guān)的計算公式．