Question

1．焚燒農(nóng)作物秸稈不僅造成嚴(yán)重的環(huán)境污染，還造成大量能源的浪費(fèi)，研究表明，秸稈的熱值為0.75×10³J/kg．
（1）我國(guó)第一家秸桿發(fā)電廠．已經(jīng)開(kāi)始正式發(fā)電．從此．中國(guó)電網(wǎng)里出現(xiàn)了由農(nóng)民“種”出來(lái)的電流．據(jù)了解，我國(guó)每年僅農(nóng)作物秸桿產(chǎn)量大約就有6億噸（合6×10¹¹kg）．如果這些秸桿完全燃燒可放出多少焦耳的熱量用于發(fā)電？
（2）某農(nóng)戶鍋內(nèi)盛水15kg．如果通過(guò)燃燒秸桿的方式將這些水從20℃加熱到100℃．共需要多少千克的秸桿？（設(shè)這些秸稈完全燃燒，且放出的熱量有21%被水吸收）

Answer 1

分析 （1）知道農(nóng)作物秸稈的質(zhì)量和秸稈的熱值，可利用公式Q=mq計(jì)算秸稈完全燃燒放出的熱量，而熱量全部轉(zhuǎn)化為電能，從而可以計(jì)算出獲得的電能．
（2）已知水的質(zhì)量、比熱容和溫度的變化，首先利用公式Q_吸=Cm△t計(jì)算水吸收的熱量，已知秸稈完全燃燒放出的熱量有21%被水吸收，再利用公式Q_放=$\frac{{Q}_{吸}}{η}$計(jì)算燃料燃燒放出的熱量，已知秸稈的熱值，最后利用公式m=$\frac{{Q}_{吸}}{q}$計(jì)算秸稈的質(zhì)量．

解答 解：
（1）因?yàn)閙=6×10¹¹kg，q=0.75×10⁷J/kg，所以秸稈完全燃燒放出的熱量為：
Q=mq=6×10¹¹kg×0.75×10⁷J/kg=4.5×10¹⁸J，
又因?yàn)榉懦龅臒崃咳�部轉(zhuǎn)化為電能，所以W=Q=4.5×10¹⁸J；
 （2）因?yàn)閏=4.2×10³J/（kg•℃），m=15kg，△t=t-t₀=100℃-20℃=80℃，
所以Q_吸=cm△t=4.2×10³J/（kg•℃）×15kg×80℃=5.04×10⁶J，
又因?yàn)棣?21%，
所以Q_放=$\frac{{Q}_{吸}}{η}$=$\frac{5.04×1{0}^{6}J}{21%}$=2.4×10⁷J，
所以秸稈的質(zhì)量為：
m_稈=$\frac{{Q}_{吸}}{q}$=$\frac{2.4×1{0}^{7}J}{0.75×1{0}^{7}J/kg}$=3.2kg．
答：（1）這些秸桿完全燃燒可放出4.5×10¹⁸J的熱量用于發(fā)電．
（2）共需要3.2kg秸稈．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了利用公式Q=mq計(jì)算熱量，以及利用其公式變形計(jì)算質(zhì)量，并利用公式Q_吸=Cm△t計(jì)算熱量，同時(shí)還考查燃料的利用率的問(wèn)題，在計(jì)算過(guò)程中要特別注意單位的換算．