Question

1．據(jù)估計(jì)，全國(guó)一年可產(chǎn)生城市生活垃圾約5.6×10⁸t，焚燒生活垃圾釋放的熱量為我所用，是綜合利用垃圾的一種方法．若燃燒lt生活垃圾可以放出1.176×10¹⁰J的熱量，問(wèn)：
（1）1.176×10¹⁰J的熱量相當(dāng)于完全燃燒多少焦碳產(chǎn)生的熱量？
（2）1.176×10¹⁰J的熱量可以在一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下將多少體積的水由20℃加熱到沸騰？
（3）1.176×10¹⁰J的熱量如果換用效率為70%的天然氣氣灶來(lái)提供，需要燃燒多少立方米的天然氣？
[ρ_水=1.0×10³kg/m³，C_水=4.2×10³J/（kg•℃），q_焦碳=3.0×10⁷J/kg，q_天然氣=3.0×10⁷J/m³．]．

Answer 1

分析 （1）知道每燃燒1噸垃圾可以得到1.176×10¹⁰J的熱量，這些熱量若由完全燃燒焦炭獲得，利用Q_放=mq求出需要完全燃燒焦炭的質(zhì)量；
（2）又知道水的初溫和末溫、水的比熱容，利用吸熱公式Q_吸=cm_水△t求水的質(zhì)量，利用密度公式計(jì)算水的體積；
（3）根據(jù)公式求出天然氣完全燃燒需放出熱量，利用Q_放=Vq求出需要完全燃燒天然氣的體積．

解答 解：
（1）焦碳燃燒需放出熱量：Q_放=1.176×10¹⁰J，
由Q_放=mq得，
需要完全燃燒焦炭的質(zhì)量：
m=$\frac{{Q}_{放}}{{q}_{焦炭}}$=$\frac{1.176×1{0}^{10}J}{3.0×1{0}^{7}J/kg}$=392kg；
（2）在一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下，水的沸點(diǎn)為100℃，
因?yàn)镼_吸=cm_水△t，
即：1.176×10¹⁰J=4.2×10³J/（kg•℃）×m_水×（100℃-20℃）
解得：m_水=3.5×10⁴kg；
由ρ=$\frac{m}{V}$得，水的體積：V=$\frac{{m}_{水}}{{ρ}_{水}}$=$\frac{3.5×1{0}^{3}kg/{m}^{3}}{1.0×1{0}^{3}kg/{m}^{3}}$=3.5m³；
（3）由η=$\frac{{Q}_{吸}}{{Q}_{放}}$得，
天然氣完全燃燒需放出熱量：Q_天然氣=$\frac{{Q}_{吸}}{η}$=$\frac{1.176×1{0}^{10}J}{70%}$=1.68×10¹⁰J，
由Q_放=Vq得，
需要完全燃燒天然氣的體積：V=$\frac{{Q}_{天然氣}}{{q}_{天然氣}}$=$\frac{1.68×1{0}^{10}J}{3.0×1{0}^{7}J}$=560m³．
答：（1）1.176×10¹⁰J的熱量相當(dāng)于完全燃燒392kg焦碳產(chǎn)生的熱量；
（2）1.176×10¹⁰J的熱量可以在一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下將3.5m³的水由20℃加熱到沸騰；
（3）換用效率為70%的天然氣氣灶來(lái)提供，需要燃燒560立方米的天然氣．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了學(xué)生對(duì)燃料完全燃燒放熱公式、吸熱公式的掌握和運(yùn)用，因數(shù)值大，注意科學(xué)記數(shù)法的使用．