Question

2013年3月，日本成功分離出可燃冰．1m³的可燃冰可在常溫常壓下可分離出164m³的天然氣．已知天然氣的熱值為3.6×10⁷J/m³．燃燒164m³的天然氣使16噸的水溫度從20℃升高到100℃．求：
（1）水需要吸收熱量？（c_水=4.2×10³J/kg?℃））
（2）完全燃燒164m³的天然氣，則可以放出多少J的熱量？天然氣的燃燒效率是多大？

Answer 1

已知：天然氣的熱值為q=3.6×10⁷J/m³，燃燒天然氣的體積V=164m³，水的比熱c=4.2×10³J/（kg?℃），水的質量m=16t=1.6×10⁴kg，初溫t₀=20℃，末溫t=100℃
求：（1）水需要吸收熱量Q_吸=？；（2）完全燃燒天然氣放出的熱量Q_放=？；天然氣的燃燒效率η=？
（1）水需要吸收熱量：
Q_吸=cm（t-t₀）=4.2×10³J/（kg?℃）×1.6×10⁴kg×（100℃-20℃）=5.376×10⁹J；
（2）完全燃燒164m³的天然氣，可以放出的熱量：
Q_放=qV=3.6×10⁷J/m³×164m³=5.904×10⁹J，
天然氣的燃燒效率：
η=

Q吸

Q放

×100%=

5.376×109J

5.904×109J

×100%≈91.1%．
答：（1）水需要吸收熱量5.376×10⁹J；
（2）完全燃燒164m³的天然氣，則可以放出5.904×10⁹J的熱量；天然氣的燃燒效率是91.1%．