Question

小林同学家刚建好的沼气烧水情况，用沼气作燃料加热3kg水的过程中，水温随时间的变化情况如图所示．请根据图象及有关信息完成下列问题：
（1）加热2分钟水吸收的热量；
（2）如果沼气燃烧时供给的沼气流量为5dm³/min，那么在这种情况下：①该沼气炉的效率为多少？②该沼气炉发热有用功率多大？（水的比热容为4.2×10³J/（kg℃），沼气的热值是2.4×10⁷J/m³）
（3）使用沼气有哪些优点（请说出两点）？

Answer

（1）由图象中得出2分钟时的水的温度为30℃，由热量公式计算水吸收的热量；
（2）①根据沼气燃烧时供给的沼气流量求出2分钟放出沼气的体积，根据Q=Vq求出燃料完全燃烧放出的热量，再根据效率公式求出该沼气炉的效率；
②该沼气炉发热有用功率等于水吸收的热量与时间的比值；
（3）根据沼气作为燃料清洁、可再生等优点回答．
【解析】
（1）加热2分钟水吸收的热量：
Q吸=cm水△t=4.2×103J/（kg•℃）×3kg×10℃=1.26×105J；
（2）①2分钟放出沼气的体积：
V=5dm3/min×2min=10dm3=0.01m3，
沼气完全燃烧放出的热量：
Q=Vq=0.01m3×2.4×107J/m3=2.4×105J，
该沼气炉的效率：
η===52.5%；
②该沼气炉发热有用功率：
P===1050W；
（3）沼气为气体燃料，清洁污染小，可用发酵方法制取，能废物利用，可再生，在生产沼气的同时还可生产肥料．
答：（1）加热2分钟水吸收的热量为1.26×105J；
（2）①该沼气炉的效率为52.5%；
②该沼气炉发热有用功率1050W；
（3）①沼气为气体燃料，清洁污染小；②可用发酵方法制取，能废物利用，可再生，在生产沼气的同时还可生产肥料．