Question

1972年，人类第一次发现以矿藏形式存在的神秘冰晶体-可燃冰，它的密度与冰的约相等，可在短时间内变为气体而体积增至原来的164倍．实验证明，1m³可燃冰与164m³天然气燃烧放出的热量相当．若能解决开采、运输等环节的技术难题使用可燃冰做燃料，将会使人类的燃料使用史延长几个世纪．（q_天然气=8.4×10⁷J/m³，q_标准煤=2.8×10⁷J/m³，C_水=4.2×10³J/Kg℃）
（1）0.45Kg可燃冰完全变成气体的密度约是多大？
（2）每立方米可燃冰完全燃烧放出的热量全部被水吸收，可使82t的冷水温度升高多少摄氏度？
（3）探测估计，仅我国西沙海域可燃冰储量就达4.0×10¹²m³，它完全燃烧释放的能量相当于多少吨标准煤完全燃烧释放的能量？

Answer

（1）知道可燃冰的密度与冰的密度约相等，而可燃冰变成气体质量不变，知道体积变化关系，利用密度公式求变成气体的密度；
（2）1m3可燃冰与164m3天然气燃烧放出的热量相当，求出164m3天然气燃烧放出的热量，全部被水吸收，根据吸热公式Q吸=cm△t求出这些热量可以使82t水的温度升高值；
（3）求出4.0×1012m3可燃冰完全燃烧释放的能量，即燃烧煤放出的热量，再利用Q放=m煤q求煤的质量．
【解析】

（1）可燃冰的密度：
ρ可燃冰=ρ冰=0.9×103Kg/m3，
∵可燃冰变成气体质量不变，
即：ρ可燃冰V=ρ气体V气体=ρ气体×164V，
∴ρ气体=×ρ可燃冰=×0.9×103Kg/m3≈5.5kg/m3；
（2）每立方米可燃冰完全燃烧放出的热量：
Q放=Vq天然气=164m3×8.4×107J/m3=1.3776×1010J，
∵Q吸=Q放=cm△t=1.3776×1010J，
∴△t===40℃；
（3）4.0×1012m3可燃冰完全燃烧释放的能量：
Q=8.4×107J/m3×4.0×1012×164m3=5.5104×1020J，
∵Q放=m煤q=Q=5.5104×1020J，
∴m煤===1.968×1013kg=1.968×1010t．
答：（1）0.45Kg可燃冰完全变成气体的密度约是5.5kg/m3；
（2）每立方米可燃冰完全燃烧放出的热量全部被水吸收，可使82t的冷水温度升高40℃摄氏度；
（3）它完全燃烧释放的能量相当于1.968×1010t吨标准煤完全燃烧释放的能量．