题目内容
【题目】地热能是一种新能源.已知某地在冬季利用地热能为用户取暖.该地有一口自喷状态地热井,出水温度为85℃,出水流量为100m3/h.[ρ水=1.0×103kg/m3,c水=4.2×103J/(kg·℃),天然气的热值为4×107J/m3]
(1)该自喷井1小时流出水的质量为多少kg;
(2)每小时流出的地热水温度降低到50℃,放出多少热量;
(3)这些热量如果用天然气蒸汽锅炉提供,且天然气蒸汽锅炉的热效率为70%,则利用上述地热能供暖一小时可以节约多少m3天然气.
【答案】(1)105kg;(2)1.47×1010J;(3)525m3。
【解析】热量的计算;密度公式的应
(1)1小时流出水的质量V=100m3 ,由ρ=m/V得,水的质量m=ρV=1.0×l03 kg/m3 ×100m3 =1.0×l05 kg;
(2)水放出的热量,Q水放 =cm△t=4.2×l03 J/(kg℃)×1.0×l05 kg×(85℃-50℃)=1.47×1010 J;
(3)这些热量如果用天然气蒸汽锅炉供热,则Q有用 =Q水放 =1.47×1010 J,
由η=Q吸/Q放得,天然气需要放出的热量:Q放 =Q有用/η=1.47×1010J/70%=2.1×1010 J,
由Q放 =Vq得,天然气的体积:V=Q放/q=2.1×1010J/4×107J/cm3=525m3
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