Question

5．连云港市温泉镇地下蕴藏着极为丰富的热水，日涌水总量为4000m³，泉水出井口的温度高达82℃，地热水中含有的微量元素有着重要的医疗保健价值．若用煤炭燃烧4000m³将温度为10℃的自来水加热至泉水出井口的温度，煤炭释放的热量有55%被水吸收，那么一天需要热值为3×10⁷J/kg的煤炭多少吨？燃烧煤炭会给我们生活的环境造成什么影响？

Answer 1

分析 （1）首先根据密度公式求得水的质量，要求需要燃烧多少煤炭，只要知道Q_放就可以，而Q_放=$\frac{{Q}_{吸}}{55%}$，所以直接求出Q_吸即可得到求解．
（2）对于燃烧煤炭的危害我们可以通过燃烧过程中产生的排放物这一角度展开．

解答 解：
（1）由ρ=$\frac{m}{V}$可知，日涌水总质量为：m_水=ρ_水V_水=1×10³kg/m³×4000m³=4×10⁶kg，
所以：Q_吸=c_水m_水（t-t₀）=4.2×10³J/（kg•℃）×4×10⁶kg×（82℃-10℃）=1.2096×10¹²J
由η=$\frac{{Q}_{吸}}{{Q}_{放}}$可得：
Q_放=$\frac{{Q}_{吸}}{55%}$=$\frac{1.2096×1{0}^{12}J}{55%}$≈2.2×10¹²J，
由Q_放=m_煤炭q可得：
m_煤炭=$\frac{{Q}_{放}}{q}$=$\frac{2.2×1{0}^{12}J}{3×1{0}^{7}J/kg}$≈73000kg=73t；
（2）例如：使生物受辐射损伤，产生酸雨，形成温室效应等．
答：一天需要热值为3×10⁷J/kg的煤炭73吨；燃烧煤炭会给我们生活的环境造成的影响例如：使生物受辐射损伤，产生酸雨，形成温室效应等．

点评 燃烧化石燃料给环境造成的危害是当今世界性的严重问题，其结果是使生态环境遭到破坏，人畜生活受到危害．特别是直接燃烧煤炭所造成的环境危害更是触目惊心．化石燃料在燃烧过程中都要放出二氧化硫、一氧化碳、烟尘、放射性飘尘、氮氧化物、二氧化碳等．这些物质会直接危害人畜，导致机体癌变，使生物受辐射损伤，产生酸雨，形成温室效应．