Question

可燃冰是一种新型能源，它是水和天然气在高压低温情况下形成的类冰状结晶物质，主要成分是甲烷，其开采是世界难题，据中央电视台2017年5月18日报道，我国可燃冰已试采成功，技术处于世界领先，用燃气锅炉烧水时，把质量为500kg，初温为20℃的水加热到100℃，共燃烧了12m³天然气，已知水的比热容c_水=4.2×10³J/（kg•℃），天然气的热值q=4.2×10⁷J/m³，可燃冰的热值为同体积天然气的160倍，求：

(1)水吸收的热量；

(2)燃气锅炉烧水时的效率；

(3)若换用可燃冰，应使用多少m³可燃冰．

Answer

(1)1.68×108J；(2)33.3%；(3)0.075m3

【解析】

(1)水吸收的热量：

Q吸=cm△t=4.2×103J/（kg•℃）×500kg×（100℃-20℃）=1.68×108J；

(2)天然气完全燃烧放出的热量：

Q放=Vq天然气=12m3×4.2×107J/m3=5.04×108J；

燃气锅炉烧水时的效率：

(3)可燃冰的热值为同体积天然气的160倍，则可燃冰的热值：

q可燃冰=160q天然气=160×4.2×107J/m3=6.72×109J/m3，

若换用可燃冰燃烧放出相同的热量，应使用可燃冰的体积：

V可燃冰

答：(1)水吸收的热量为1.68×108J；

(2)燃气锅炉烧水时的效率为33.3%；

(3)若换用可燃冰，应使用0.075m3可燃冰．