Question

13．国家“西气东输”重点工程完工后，主干线西起新疆塔里木油田轮南油气田，向东经过9个省区，全长4200千米，最终到达上海市，给东部沿海地区送来清洁能源天然气．已知天然气的热值为8.4×10⁷J/m³，则每输送100m³的天然气相当于输送了8.4×10⁹J能量，或相当于输送了0.28t的无烟煤，这些能量若能完全被水吸收，则可以使4×10⁴kg的水温度从20℃升高到70℃．[无烟煤的热值为3×10⁷J/kg；c_水=4.2×10³J/（kg•℃）]．

Answer 1

分析 （1）已知天然气的热值和体积，根据公式Q_放=Vq求出完全燃烧释放的热量即为输送的能量；
（2）煤完全燃烧放出的热量等于天然气燃烧放出热量，利用Q_放=mq计算煤的质量；
（3）由题意可知，水吸收的热量Q_吸=Q_放，根据Q_吸=cm（t-t₀）求出这些热量可加热水的质量．

解答 解：
（1）每输送100m³的天然气相当于输送的能量：
Q_放=Vq=100m³×8.4×10⁷J/m³=8.4×10⁹J；
（2）由题意可知，煤完全燃烧放出的热量Q_放′=Q_放=8.4×10⁹J，
相当于无烟煤的质量m_煤=$\frac{{Q}_{放}′}{{q}_{煤}}$=$\frac{8.4×1{0}^{9}J}{3×1{0}^{7}J/kg}$=280kg=0.28t；
（3）由题意可知，水吸收的热量Q_吸=Q_放=8.4×10⁹J，
由Q_吸=cm（t-t₀）得，
这些能量若能完全被水吸收，可使水从20℃升高到70℃的质量：
m=$\frac{{Q}_{吸}}{c（t-{t}_{0}）}$=$\frac{8.4×1{0}^{9}J}{4.2×1{0}^{3}J/（kg•℃）×（70℃-20℃）}$=4×10⁴kg．
故答案为：8.4×10⁹； 0.28； 4×10⁴．

点评 本题考查了热量的计算，主要利用Q_吸=cm（t-t₀）和Q_放=Vq公式进行计算，属于基本内容，比较简单．