Question

天然气是一种清洁能源，若完全燃烧2m³的天然气（天然气的热值为8.4×10⁷J/m³）
（1）放出多少的热量？
（2）若这些热量完全被水吸收，则理论上可使多少千克的水从室温20℃烧到100℃？
（3）若实际中完全燃烧2m³的天然气只能使200kg的水从室温20℃烧开到100℃，则天然气的利用率为多少？

Answer 1

【答案】分析：（1）由Q_放=Vq可求出天然气完全燃烧放出的热量；
（2）由题知，Q_吸=Q_放，知道水的比热容，求出水温度的升高值，利用吸热公式Q_吸=cm△t求水的质量；
（3）求出200kg的水从室温20℃烧开到100℃吸收的热量（有用能量），再利用效率公式求天然气的利用率．
解答：解：
（1）2m³天然气完全燃烧放出的热量：
Q_放=Vq=2m³×8.4×10⁷J/m³=1.68×10⁸J；
（2）由题知，Q_吸=Q_放=1.68×10⁸J，
∵Q_吸=cm（t-t）
即：1.68×10⁸J=4.2×10³J/（kg?℃）×m×（100℃-20℃），
解得：m=500kg；
（3）200kg的水从室温20℃烧开到100℃吸收的热量：
Q_吸′=cm′（t-t）
=4.2×10³J/（kg?℃）×200kg×（100℃-20℃）=6.72×10⁷J
天然气的利用率：
η=×100%=×100%=40%．
答：（1）放出1.68×10⁸J的热量；
（2）若这些热量完全被水吸收，则理论上可使500kg的水从室温20℃烧到100℃；
（3）天然气的利用率为40%．
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-t）的运用，及燃气灶的效率的含义．计算时注意固体燃料热值单位（J/kg）与气体燃料热值单位（J/m³）的区别．