Question

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）每小时流出的水是多少kg?

（2）求每小时流出的地热水温度降低到50℃，所放出的热量．

（3）这些热量如果用天然气蒸汽锅炉供热，且天然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然气?[ρ_水=1.0×10³kg/m³，c_水=4.2× 10³J](kg•℃)，天然气的热值为4×10⁷J/m³]

Answer

(1) 1.5×l05kg；(2) 2.52×1010J；(3)700m3

【解析】

(1)每小时流出水的质量

m=ρV=1.0×103kg/m3×150m3=1.5×l05kg；

(2)水放出的热量

Q水放=cmΔt=4.2×103J/（kg•℃）×1.5×105kg×（90℃-50℃）=2.52×1010J；

(3)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，

天然气需要放出的热量

Q放==2.8×1010J，

天然气的体积

V==700m3.

答：(1)每小时流出的水是1.5×l05kg；

(2)每小时流出的地热水温度降低到50℃所放出的热量为2.52×1010J；

(3)利用地热能供暖一小时可以节约700m3的天然气。