Question

15．煤、石油、天然氣的過(guò)量開(kāi)采使人類面臨能源危機(jī)．某縣在冬季利用地?zé)崮転橛脩羧∨�．縣內(nèi)有一口自噴狀態(tài)地?zé)峋�，出水溫度�?0℃，出水流量為150m³/h．
（1）求每小時(shí)流出的地?zé)崴疁囟冉档偷?0℃，所放出的熱量．
（2）這些熱量如果用天然氣蒸汽鍋爐供熱，且天然氣蒸汽鍋爐的熱效率為90%，則利用上述地?zé)崮芄┡�一小時(shí)可以節(jié)約多少天然氣？
（ρ_水=1.0×10³kg/m³，c_水=4.2×10³J/（kg•℃），天然氣的熱值為4×10⁷J/m³）

Answer 1

分析 （1）已知水的體積，由密度公式的變形公式可以求出水的質(zhì)量；已知水的初、末溫度和水的比熱容，由放熱公式可以求出水所釋放的熱量．
（2）已知效率先求出天然氣需要放出的熱量，由Q=Vq的變形公式可以求出天然氣的體積．

解答 解：（1）已知出水流量為150m³/h，
由ρ=$\frac{m}{V}$得，水的質(zhì)量：
m=ρV=1.0×10³kg/m³×150m³=1.5×10⁵kg，
水放出的熱量：
Q_水放=cm△t=4.2×l0³J/（kg•℃）×1.5×10⁵kg×（80℃-50℃）=1.89×10¹⁰J．
（2）這些熱量如果用天然氣蒸汽鍋爐供熱，則Q_有用=Q_水放=1.89×10¹⁰J，
由η=$\frac{{Q}_{吸}}{{Q}_{放}}$得，天然氣需要放出的熱量：
Q_放=$\frac{{Q}_{有用}}{η}$=$\frac{1.89×1{0}^{10}J}{90%}$=2.1×10¹⁰J，
由Q_放=Vq得，天然氣的體積：
V=$\frac{{Q}_{放}}{q}$=$\frac{2.1×1{0}^{10}J}{4×1{0}^{7}J/{m}^{3}}$=525m³．
答：（1）每小時(shí)流出的地?zé)崴疁囟冉档偷?0℃所放出的熱量為1.98×10¹⁰J．
（2）利用上述地?zé)崮芄┡�一小時(shí)可以節(jié)約525m³的天然氣．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了熱量的計(jì)算和燃燒值公式的應(yīng)用，先由密度公式的變形公式求出水的質(zhì)量，然后由熱量公式即可求出水釋放的熱量，注意單位的統(tǒng)一．