Question

沼氣是當前已開發和使用的一種新型能源．通過將農村大量的秸稈、人畜糞便等發酵來獲取沼氣，利用沼氣來燒水做飯、點燈照明．沼氣的主要成分為甲烷，它燃燒后的產物是二氧化碳和水，對環境無污染．圖13所示是一農戶沼氣池及使用沼氣的示意圖．[水的比熱容為4.2×10³ J/（kg?℃），沼氣的熱值約為1.9×10⁷J/m³]
（1）沼氣是

 

（選填“可再生”或“不可再生”）能源．
（2）若沼氣灶前的沼氣壓強至少為0.5kPa時，沼氣灶能正常工作．根據圖中壓力表（實質上是一個U形管壓強計，里面裝有染成紅色的水）的示數，通過計算說明，該農戶此時，能否使用這個沼氣池中的沼氣來正常燒火做飯？
（3）若沼氣灶正常工作時，將一壺質量為2.5kg、溫度為20℃的水燒開，需要消耗沼氣0.13m³．試估算沼氣灶燒水的效率．
（4）推廣使用沼氣對新農村建設有什么好處？（寫出一條即可）

Answer 1

分析：（1）由可再生能源與不可再生能源的分類要求來看，可以從自然界源源不斷地得到的能源稱之為可再生能源；一旦消耗就很難再生的能源稱之為不可再生能源．
（2）由圖可知U形管壓強計兩邊的液柱之差為6cm，根據p=ρgh求出這個沼氣池中沼氣的壓強，再與人工沼氣灶前壓強相比較，即可判斷能否正常工作．
（3）根據Q_放=Vq求出沼氣所放出的熱量，根據Q=cm△t求出水吸收的熱量，根據效率公式求出沼氣灶的效率．
（4）推廣使用沼氣對新農村建設有什么好處很多，如節能、環保．

解答：解：（1）從能源能否再生的角度來說沼氣是一種可再生能源，在使用過程中，即在燃燒過程中，是將其內部的化學能轉化為了內能．
（2）灶前沼氣壓強p=ρ_水gh=1.0×10³kg/m³×10N/kg×0.06m=600Pa=0.6kPa，
因為p＞1.5kPa，所以此時能使用這個沼氣池中的沼氣來正常燒火做飯．
（3）沼氣所放出的熱量：Q_放=Vq=0.13m³×1.9×10⁷J/m³=2.47×10⁶J，
水吸收的熱量：Q_吸=c_水m_水△t_水=4.2×10³J/（kg?℃）×2.5kg×（100℃-20℃）=8.4×10⁵J，
沼氣灶燒水的效率：η=

Q吸

Q放

×100%=

8.4×105J

2.47×106J

×100%≈34%．
（4）推廣使用沼氣的好處有：節能、環保．
故答案為：（1）可再生；（2）能；（3）沼氣灶燒水的效率為34%；（4）節能或環保．

點評：本題考查了公式Q_放=vq和公式Q_吸=cm△t的應用．只要記住了就不難解答．本題的最后兩個問題，能激發學生的獨立思維意識，也會加強學生的節能環保的意識．是一道好題．