Question

【題目】2017年5月18日，國土資源部部長姜大明在南海神狐海域“藍(lán)鯨一號”鉆井平臺上宣布了震驚世界的消息：我國首次海域可燃冰（天然氣水合物）試采成功．我國由此成為世界第一個(gè)實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定開采海洋超級能源的國家！該平臺最大作業(yè)水深3658米，最大鉆井深度15240米，適用于全球深海作業(yè)．已知：海水密度ρ═1.03×103kg/m3 ， q煤氣=4.2×107J/kg，1標(biāo)準(zhǔn)大氣壓取105Pa，g取10N/kg，求：
（1）鉆井平臺的立柱在水面下3000m處受到的海水壓強(qiáng)是多少？相當(dāng)于多少個(gè)標(biāo)準(zhǔn)大氣壓？
（2）同等條件下，“可燃冰”完全燃燒放出的熱量達(dá)到煤氣的數(shù)十倍，以10倍的關(guān)系粗略計(jì)算，6kg“可燃冰”完全燃燒放出的熱量為多少焦？如果不計(jì)能損失，這些熱量提供給一輛最低油耗為0.2kg/（kWh）的汽車使用，可替代多少汽油？【溫馨提示：0.2kg/（kWh）表示獲得1kWh能量消耗0.2kg汽油）】．

Answer 1

【答案】
（1）解：鉆井平臺的立柱在水面下3000m處受到的海水壓強(qiáng)：

p=ρgh=1.03×103kg/m3×10N/kg×3000m=3.09×107Pa，

1標(biāo)準(zhǔn)大氣壓取105Pa，則受到的海水壓強(qiáng)相當(dāng)于標(biāo)準(zhǔn)大氣壓的個(gè)數(shù)：

=309個(gè)

（2）解：6kg煤氣完全燃燒放出的熱量：

Q放=mq=6kg×4.2×107J/kg=2.52×108J，

由題意可知，6kg“可燃冰”完全燃燒放出的熱量：

Q放′=Q放×10=2.52×108J×10=2.52×109J=700kWh；

汽車的油耗0.2kg/（kWh）表示獲得1kWh能量消耗0.2kg汽油，

則可替代汽油的質(zhì)量：

m=700kWh×0.2kg/（kWh）=140kg

【解析】（1）鉆井平臺的立柱所處的深度，利用p=ρgh求受到的海水壓強(qiáng)，和標(biāo)準(zhǔn)大氣壓的比值得出相當(dāng)于多少個(gè)標(biāo)準(zhǔn)大氣壓；（2）利用Q放=mq求出6kg煤氣完全燃燒放出的熱量，按10倍關(guān)系計(jì)算得出6kg“可燃冰”完全燃燒放出的熱量，而1kWh能量消耗0.2kg汽油，可求汽油的質(zhì)量．
【考點(diǎn)精析】掌握液體的壓強(qiáng)的計(jì)算和熱量的計(jì)算是解答本題的根本，需要知道液體內(nèi)部壓強(qiáng)的公式：p=ρgh ρ指密度,單位kg/m3,g=9.8N/kg, h指深度,單位:m,壓強(qiáng)單位(Pa) 注意：h 指液體的深度，即某點(diǎn)到液面的距離；熱量的計(jì)算： ① Q吸 = cm△t升=cm(t-t0) （Q吸是吸收熱量，單位是焦耳；c 是物體比熱，單位是：焦/(千克?℃)；m是質(zhì)量；t0 是初始溫度；t 是后來的溫度． ）② Q放 =cm△t降=cm(t0-t) ③ Q吸 = Q放．