Question

西部地區(qū)蘊(yùn)藏大量的天然氣，將其通過(guò)管道送到能源缺乏的東部，這個(gè)工程叫“西氣東輸”，此工程已經(jīng)到達(dá)南京，于2004年5月開(kāi)始，南京將開(kāi)始實(shí)施天然氣換煤氣工程．
（1）天然氣和煤氣相比，從環(huán)保角度來(lái)看，天然氣有什么優(yōu)點(diǎn)？
（2）從能量角度分析天然氣有什么優(yōu)點(diǎn)？
（3）天然氣的熱值是8.4×10⁷J/m³，煤氣的熱值是3.9×10⁷J/m³，在不計(jì)熱損失的情況下，分別加熱一壺質(zhì)量為10kg、初溫為20℃的水至沸騰（標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下），各需多少天然氣和煤氣？天然氣的價(jià)格是2.2元/m³，煤氣的價(jià)格是1.1元/m³，用哪一個(gè)更劃算？

Answer 1

分析：（1）從環(huán)保角度來(lái)看，天然氣主要成分是甲烷，燃燒時(shí)產(chǎn)生的有害物質(zhì)少、污染��；
（2）天然氣的熱值是8.4×10⁷J/m³，煤氣的熱值是3.9×10⁷J/m³，燃燒相同質(zhì)量的天然氣和煤氣，天然氣放熱多；
（3）知道水的質(zhì)量、水的比熱容和水的溫度變化，可以求水吸收的熱量，再利用Q_吸=Q_放=mq求需要的煤氣和天然氣的質(zhì)量，最后利用天然氣和煤氣的價(jià)格計(jì)算說(shuō)明使用哪一種更劃算．

解答：解：（1）從環(huán)保角度來(lái)看，燃燒時(shí)天然氣產(chǎn)生的有害物質(zhì)少、污染��；
（2）因?yàn)樘烊粴獾臒嶂荡笥诿簹獾臒嶂担�所以燃燒相同質(zhì)量的天然氣和煤氣，天然氣放熱多；
（3）水吸熱：
Q_吸=cm（t-t₀）=4.2×10³J/（kg?℃）×10kg×（100℃-20℃）=3.36×10⁶J，
∵Q_吸=Q_放=mq，
∴需要天然氣：
V_天=

Q吸

q天

=

3.36×106J

8.4×107J/m3

= 0.04m3，
用費(fèi)：2.2元/m³×0.04m³=0.088元；
需要煤氣：
V_煤=

Q吸

q煤

=

3.36×106J

3.9×107J/m3

= 0.086m3，
用費(fèi)：1.1元/m³×0.086m³=0.0946元；
由此可知，使用天然氣更劃算．
答：（1）燃燒天然氣污染��；
（2）天然氣的熱值大；
（3）各需天然氣0.042m³和煤氣0.086m³，使用天然氣更劃算．

點(diǎn)評(píng)：本題考查了燃料燃燒放熱的計(jì)算、吸熱公式的利用，涉及到了環(huán)保知識(shí)，知識(shí)點(diǎn)多，有難度．