Question

【題目】煤、石油、天然氣的過量開采使人類面臨能源危機．某縣在冬季利用地熱能為用戶取暖．縣內有一口自噴狀態地熱井，出水溫度為90℃，出水流量為150m3/h．

（1）每小時流出的水是多少kg？

（2）求每小時流出的地熱水溫度降低到50℃，所放出的熱量．

（3）這些熱量如果用天然氣蒸汽鍋爐供熱，且天然氣蒸汽鍋爐的熱效率為90%，則利用上述地熱能供暖一小時可以節約多少天然氣？

【ρ水=1.0×103kg/m3，c水=4.2×103J/（kg℃），天然氣的熱值為4×107J/m3】

Answer 1

【答案】（1）每小時流出的水是1.5×l05kg；

（2）每小時流出的地熱水溫度降低到50℃所放出的熱量為2.52×1010J；

（3）利用上述地熱能供暖一小時可以節約700m3的天然氣．

【解析】

試題分析：（1）已知水的體積，由密度公式的變形公式可以求出水的質量；

（2）已知水的初、末溫度和水的比熱容，由放熱公式可以求出水所釋放的熱量．

（3）已知效率先求出天然氣需要放出的熱量，由Q=Vq的變形公式可以求出天然氣的體積．

解：（1）出水流量為150m3/h，

由ρ=得：水的質量m=ρV=1.0×l03kg/m3×150m3=1.5×l05kg，

（2）水放出的熱量Q水放=cm△t=4.2×l03J/（kg℃）×1.5×l05kg×（90℃﹣50℃）=2.52×1010J；

（3）這些熱量如果用天然氣蒸汽鍋爐供熱，則Q有用=Q水放=2.52×1010J，

由η=得：

天然氣需要放出的熱量Q放===2.8×1010J，

由Q放=Vq得：天然氣的體積V===700m3．

答：（1）每小時流出的水是1.5×l05kg；

（2）每小時流出的地熱水溫度降低到50℃所放出的熱量為2.52×1010J；

（3）利用上述地熱能供暖一小時可以節約700m3的天然氣．