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(2008?连云港)焚烧秸秆不仅造成严重的环境污染,还造成大量的能源浪费.研究表明,秸秆的热值为0.75×107J/kg,相当于标准煤的四分之一.
(1)我国第一家秸秆发电厂,已于2007年1月1日开始正式发电,从此,中国电网里出现了由农民“种”出来的电流.据了解,我国每年仅农作物秸秆产量就有6亿吨(合6×1011kg).如果这些秸秆完全燃烧放出的热量全部转化为电能,则每年可发电多少千瓦时?
(2)某学校食堂锅炉盛水1.5t,如果通过燃烧秸秆的方式将这些水从20℃加热到100℃,共需要多少秸秆?(设秸秆完全燃烧,且放出的热量有42%被水吸收)
分析:(1)知道农作物秸秆的质量和秸秆的热值,可利用公式Q=mq计算秸秆完全燃烧放出的热量,而热量全部转化为电能,从而可以计算出获得的电能.
(2)已知水的质量、比热容和温度的变化,首先利用公式Q=Cm△t计算水吸收的热量,已知秸秆完全燃烧放出的热量有42%被水吸收,再利用公式Q=
Q
η
计算燃料燃烧放出的热量,已知秸秆的热值,最后利用公式m=
Q
q
计算秸秆的质量.
解答:解:
(1)∵m=6×1011kg,q=0.75×107J/kg,
∴秸秆完全燃烧放出的热量为:Q=mq=6×1011kg×0.75×107J/kg=4.5×1018J,
又∵放出的热量全部转化为电能,
∴W=Q=4.5×1018J=
4.5×1018
3600×103
kW?h=1.25×1012kW?h
 答:每年通过焚烧秸秆可产生1.25×1012kW?h的电能.
(2)∵C=4.2×103J/(kg?℃),m=1.5t=1.5×103kg,△t=t-t0=100℃-20℃=80℃,
∴Q=Cm△t=4.2×103J/(kg?℃)×1.5×103kg×80℃=5.04×108J,
又∵η=42%,
∴Q=
Q
η
=
5.04×108J
42%
=1.2×109J,
所以秸秆的质量为:m=
Q
q
=
1.2×109J
0.75×107J/kg
=160kg.
答:共需要160kg秸秆.
点评:本题考查了利用公式Q=mq计算热量,以及利用其公式变形计算质量,并利用公式Q=Cm△t计算热量,同时还考查燃料的利用率的问题,在计算过程中要特别注意单位的换算.
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2
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