Question

2013年3月，日本成功分离出可燃冰．1m³的可燃冰可在常温常压下可分离出164m³的天然气．已知天然气的热值为3.6×10⁷J/m³．燃烧164m³的天然气使16吨的水温度从20℃升高到100℃．求：
（1）水需要吸收热量？（c_水=4.2×10³J/kg?℃））
（2）完全燃烧164m³的天然气，则可以放出多少J的热量？天然气的燃烧效率是多大？

Answer 1

已知：天然气的热值为q=3.6×10⁷J/m³，燃烧天然气的体积V=164m³，水的比热c=4.2×10³J/（kg?℃），水的质量m=16t=1.6×10⁴kg，初温t₀=20℃，末温t=100℃
求：（1）水需要吸收热量Q_吸=？；（2）完全燃烧天然气放出的热量Q_放=？；天然气的燃烧效率η=？
解：（1）水需要吸收热量：
Q_吸=cm（t-t₀）=4.2×10³J/（kg?℃）×1.6×10⁴kg×（100℃-20℃）=5.376×10⁹J；
（2）完全燃烧164m³的天然气，可以放出的热量：
Q_放=qV=3.6×10⁷J/m³×164m³=5.904×10⁹J，
天然气的燃烧效率：
η=×100%=×100%≈91.1%．
答：（1）水需要吸收热量5.376×10⁹J；
（2）完全燃烧164m³的天然气，则可以放出5.904×10⁹J的热量；天然气的燃烧效率是91.1%．
分析：（1）知道水的质量、初温和末温，根据公式Q=cm（t-t₀）求出水吸收的热量；
（2）根据公式Q=qV求出完全燃烧天然气放出的热量，再根据公式η=×100%求出天然气的燃烧效率．
点评：此题主要考查的是学生对热量计算公式、热值的计算公式、燃烧效率的计算的理解和掌握，难度不大．