Question

【题目】在一些农村地区建造的沼气池，通过将农村大量的秸秆、人畜粪便发酵来获取沼气，利用沼气来烧火做饭，点灯照明。沼气池的应用，不仅使上述资源得以更好的利用，同时也给生活带来了诸多便利，使环境得以改善。这是一个一举多得的惠民工程。如图所示为一农户的水压式沼气池的剖面简图。

说明：1.沼气池；2.水压池；3.进料口；4.密封盖；5.输气管；6.贮气室；7.沼气压力显示器；8.总阀门；9.U形管压强计（里面装有染成红色的水）；10.出料口盖板（不密封水压池，水压池仍与外面大气相通）；11.阀门

已知该农户家燃气灶的相关技术数据如下：

使用燃料	液化石油气	天然气	人工煤气	人工沼气
灶前压强（kPa）	2.8	2.0	1.0	0.5
额定热流量（kW）	普通炉	左：3.6	组合炉	左：3.6
		右：4.0		右：3.6
	单炉	4.0

取g=10N/kg，水的比热容c水=4.2×103J/(kg·℃)

(1)根据图所示，通过计算说明，该农户此时能否使用这个沼气池中的沼气来正常烧火做饭？

(2)有一天，该农户发现，沼气压强小于燃气灶的压强。为了能尽快利用沼气生火做饭，从物理学的角度看，可采取哪些措施？

(3)若该农户所用的燃气灶是普通炉，通常情况下，普通炉中的右炉单独正常工作时，将一壶质量为2.5kg、温度为20℃的水烧开，耗时约10min，试估算右炉烧水的效率。

Answer 1

【答案】(1)可以；(2)进料口向沼气池中加料或向水压池中加水；(3)35%

【解析】

(1)由U形管压强计可知灶前沼气压强

因为P>0.5kPa，所以此时可以使用这个沼气池中沼气来正常烧火做饭。

(2)可采取的措施有：通过进料口向沼气池中加料或向水压池中加水等，如果通过进料口向沼气池中加适量的热水，效果更佳。

(3)一般来说，燃气灶正常工作时，燃气的燃烧是很充分的，我们可以视为燃气完全燃烧，再把当时的大气压看作是1个标准大气压。

燃气灶放出的热量

水吸收的热量

则右炉烧水的效率

答：(1)该农户此时可以使用这个沼气池中沼气来正常烧火做饭；

(2)见解析；

(3)右炉烧水的效率是35%。