Question

16．2013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，燃燒164m³的天然氣使16噸的水溫度從20℃升高到100℃．求：
（1）水需要吸收多少J熱量？（c_水=4.2×10³J/kg•℃、q_天然氣=3.6×10⁷J/m³）
（2）完全燃燒164m³的天然氣，可以放出多少J的熱量？天然氣的燃燒效率是多大？

Answer 1

分析 （1）知道水的質(zhì)量、初溫和末溫，根據(jù)公式Q=cm（t-t₀）求出水吸收的熱量；
（2）根據(jù)公式Q=qV求出完全燃燒天然氣放出的熱量，再根據(jù)公式η=$\frac{{Q}_{吸}}{{Q}_{放}}$×100%求出天然氣的燃燒效率．

解答 解：（1）水的比熱c=4.2×10³J/（kg•℃），水的質(zhì)量m=16t=1.6×10⁴kg，初溫t₀=20℃，末溫t=100℃
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）天然氣的熱值為q=3.6×10⁷J/m³，燃燒天然氣的體積V=164m³，
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=$\frac{{Q}_{吸}}{{Q}_{放}}$×100%=$\frac{5.376×1{0}^{9}J}{5.904×1{0}^{9}J}$×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%．

點評 此題主要考查的是學生對熱量計算公式、熱值的計算公式、燃燒效率的計算的理解和掌握，難度不大．