Question

天然氣是一種清潔能源，若完全燃燒2m³的天然氣（天然氣的熱值為8.4×10⁷J/m³）
（1）放出多少的熱量？
（2）若這些熱量完全被水吸收，則理論上可使多少千克的水從室溫20℃燒到100℃？
（3）若實(shí)際中完全燃燒2m³的天然氣只能使200kg的水從室溫20℃燒開到100℃，則天然氣的利用率為多少？

Answer 1

解：
（1）2m³天然氣完全燃燒放出的熱量：
Q_放=Vq=2m³×8.4×10⁷J/m³=1.68×10⁸J；
（2）由題知，Q_吸=Q_放=1.68×10⁸J，
∵Q_吸=cm（t-t₀）
即：1.68×10⁸J=4.2×10³J/（kg?℃）×m×（100℃-20℃），
解得：m=500kg；
（3）200kg的水從室溫20℃燒開到100℃吸收的熱量：
Q_吸′=cm′（t-t₀）
=4.2×10³J/（kg?℃）×200kg×（100℃-20℃）=6.72×10⁷J
天然氣的利用率：
η=×100%=×100%=40%．
答：（1）放出1.68×10⁸J的熱量；
（2）若這些熱量完全被水吸收，則理論上可使500kg的水從室溫20℃燒到100℃；
（3）天然氣的利用率為40%．
分析：（1）由Q_放=Vq可求出天然氣完全燃燒放出的熱量；
（2）由題知，Q_吸=Q_放，知道水的比熱容，求出水溫度的升高值，利用吸熱公式Q_吸=cm△t求水的質(zhì)量；
（3）求出200kg的水從室溫20℃燒開到100℃吸收的熱量（有用能量），再利用效率公式求天然氣的利用率．
點(diǎn)評(píng)：本題主要考查了燃料完全燃燒放熱公式Q_放=Vq和Q_吸=cm△t=cm（t-t₀）的運(yùn)用，及燃?xì)庠畹男�率的含義．計(jì)算時(shí)注意固體燃料熱值單位（J/kg）與氣體燃料熱值單位（J/m³）的區(qū)別．