Question

11．天然气是一种清洁的能源．国家“西气东输”重点工程的建设，对环境保护和缓解东部地区能源紧张等问题都有重大意义．已知天然气的热值是4.5×10⁷J/m³，水的比热容是4.2×10³J/（kg．℃）
求：
（1）若将100m³的天然气通过管道从新疆吐--哈油田送往沿海地区，相当于输送了多少J的能量？
（2）若这些能量可以把10t初温为25℃的水烧开（在标准气压下），天然气的利用率为多少？

Answer 1

分析 （1）已知天然气的热值和体积，根据公式Q_放=qV可求完全燃烧放出热量（释放的热量）；
（2）知道水的质量、水的比热容，求出水温度的升高值，利用吸热公式Q_吸=cm△t求水吸收的热量；
水吸收的热量跟天然气完全燃烧放出的热量之比等于天然气的利用率．

解答 解：
（1）100m³的天然气完全燃烧放出热量：Q_放=q_天然气V=4.5×10⁷J/m³×100m³=4.5×10⁹J，
输送的能量：E=Q_放=4.5×10⁹J；
（2）水吸收的热量：Q_吸=cm（t-t₀）=4.2×10³J/（kg•℃）×10⁴kg×（100℃-25℃）=3.15×10⁹J；
天然气的利用率为：η=$\frac{{Q}_{吸}}{{Q}_{放}}$=$\frac{3.15×1{0}^{9}J}{4.5×1{0}^{9}J}$×100%=70%．
答：
（1）相当于输送了4.5×10⁹J的能量；
（2）天然气的利用率为70%．

点评 本题主要考查了燃料完全燃烧放热公式Q_放=Vq和Q_吸=cm△t=cm（t-t₀）的运用，及燃气灶的效率的计算．