Question

在冬季某些地区利用地热能为用户取暖，既节能，又环保。现有一口自喷状态地热井，出水温度为90℃，出水流量为150m³/h．

（1）若流出的地热水温度降低到50℃，则每小时流出的地热水所放出的热量为多少？

（2）这些热量如果用天然气蒸汽锅炉供热，若锅炉的热效率为60%，则利用上述地热能供暖一小时可以节约多少m³天然气？天然气放出的热量可用公式Q=qV计算。（ρ_水=1.0×10³kg/m³，c_水=4.2×10³J/（kg•℃），q_天然气=4×10⁷J/m³）

Answer

（1） 2.52×1010J （2）1050m3

【解析】

试题分析：（1）已知出水流量为150m3 /h，由ρ=mV得，

水的质量：m=ρV=1.0×103 kg/m3 ×150m3 =1.5×105 kg，

水放出的热量：Q水放=cm△t=4.2×l03 J/（kg•℃）×1.5×105 kg×（90℃-50℃）=2.52×1010J

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

由η=Q吸Q放得，天然气需要放出的热量：Q放 =Q有用/η==2.52×1010J/60%=4.2×1010 J，

由Q放 =Vq得，天然气的体积：V=Q放q=4.2×1010J/4×107J/m3=1050m3

考点：热平衡方程的应用