题目内容
【题目】据估计,全国一年可产生城市生活垃圾约5.6×108t,焚烧生活垃圾释放的热量为我所用,是综合利用垃圾的一种方法.若燃烧lt生活垃圾可以放出1.176×1010J的热量,问:
(1)1.176×1010J的热量相当于完全燃烧多少焦碳产生的热量?
(2)1.176×1010J的热量可以在一个标准大气压下将多少体积的水由20℃加热到沸腾?
(3)1.176×1010J的热量如果换用效率为70%的天然气气灶来提供,需要燃烧多少立方米的天然气?
[ρ水=1.0×103kg/m3 , C水=4.2×103J/(kg℃),q焦碳=3.0×107J/kg,q天然气=3.0×107J/m3 . ].
【答案】
(1)解:焦碳燃烧需放出热量:Q放=1.176×1010J,
由Q放=mq得,
需要完全燃烧焦炭的质量:
m= = =392kg;
(2)解:在一个标准大气压下,水的沸点为100℃,
因为Q吸=cm水△t,
即:1.176×1010J=4.2×103J/(kg℃)×m水×(100℃﹣20℃)
解得:m水=3.5×104kg;
由ρ= 得,水的体积:V= = =3.5m3;
(3)解:由η= 得,
天然气完全燃烧需放出热量:Q天然气= = =1.68×1010J,
由Q放=Vq得,
需要完全燃烧天然气的体积:V= = =560m3.
【解析】(1)知道每燃烧1吨垃圾可以得到1.176×1010J的热量,这些热量若由完全燃烧焦炭获得,利用Q放=mq求出需要完全燃烧焦炭的质量;(2)又知道水的初温和末温、水的比热容,利用吸热公式Q吸=cm水△t求水的质量,利用密度公式计算水的体积;(3)根据公式求出天然气完全燃烧需放出热量,利用Q放=Vq求出需要完全燃烧天然气的体积.
【考点精析】掌握热量的计算和燃料的热值是解答本题的根本,需要知道热量的计算: ① Q吸 = cm△t升=cm(t-t0) (Q吸是吸收热量,单位是焦耳;c 是物体比热,单位是:焦/(千克?℃);m是质量;t0 是初始温度;t 是后来的温度. )② Q放 =cm△t降=cm(t0-t) ③ Q吸 = Q放;热值(q ):1千克某种燃料完全燃烧放出的热量,单位是:焦耳/千克.燃料燃烧放出热量计算:Q放 =qm;(Q放 是热量,单位是:焦耳;q是燃烧值,单位是:焦/千克;m 是质量,单位是:千克.