Question

【题目】煤、石油、天然气的过量开采使人类面临能源危机．某县在冬季利用地热能为用户取暖．县内有一口自喷状态地热井，出水温度为90℃，出水流量为150m3/h．
（1）求每小时流出的地热水温度降低到50℃，所放出的热量．
（2）这些热量如果用天燃气蒸汽锅炉供热，且天燃气蒸汽锅炉的热效率为90%，则利用上述地热能供暖一小时可以节约多少天燃气？（ρ水=1.0×103kg/m3 ， c水=4.2×103J/（kg℃），天燃气的热值为4×107J/m3）

Answer 1

【答案】
（1）解：已知出水流量为150m3/h，

由ρ= 可得，每小时流出水的质量：

m=ρV=1.0×103kg/m3×150m3=1.5×105kg，

水放出的热量：

Q水放=cm△t=4.2×l03J/（kg℃）×1.5×105kg×（90℃﹣50℃）=2.52×1010J．

（2）解：这些热量如果用天然气蒸汽锅炉供热，则Q有用=Q水放=2.52×1010J，

由η= 可得，天然气需要放出的热量：

Q放= = =2.8×1010J，

由Q放=Vq可得，需要天然气的体积：

V= = =700m3．

【解析】（1）已知水的体积，由密度公式的变形公式可以求出水的质量；已知水的初、末温度和水的比热容，由放热公式可以求出水所释放的热量．（2）已知效率先求出天然气需要放出的热量，由Q=Vq的变形公式可以求出天然气的体积．
【考点精析】关于本题考查的热量的计算和燃料的热值，需要了解热量的计算： ① Q吸 = cm△t升=cm(t-t0) （Q吸是吸收热量，单位是焦耳；c 是物体比热，单位是：焦/(千克?℃)；m是质量；t0 是初始温度；t 是后来的温度． ）② Q放 =cm△t降=cm(t0-t) ③ Q吸 = Q放；热值（q ）：1千克某种燃料完全燃烧放出的热量，单位是：焦耳/千克．燃料燃烧放出热量计算：Q放 =qm；（Q放 是热量，单位是：焦耳；q是燃烧值，单位是：焦/千克；m 是质量，单位是：千克才能得出正确答案．