Question

【題目】地熱資源是一種可持續利用的清潔能源，河南省有一定的地熱資源儲量，開發利用歷史悠久。地熱水的特點是水溫高，井口水溫為80～100 ℃，最高可達120 ℃。河南省某市地熱水儲量約4.95×1010 m3。水的密度為1.0×103 kg/m3，比熱容為4.2×103 J/（kg·℃）。求：

(1)4.95×1010 m3的地熱水溫度降低10 ℃，放出的熱量是多少？ 如果這些熱量被全部利用，可減少消耗的燃煤質量是多少？ （煤的熱值為3.0×107 J/kg）

(2)若這些熱量轉化成的電能可供一臺功率為100 kW的大型機床工作4×109 h，求能量轉化的效率是多少？（保留三位有效數字）

(3)請你就地熱資源的進一步開發利用，提出一條合理化建議。

Answer 1

【答案】(1) 2.079×1018 J；6.93×1010 kg；(2) 69.3%；(3) 利用地熱取暖

【解析】

(1)水的質量

m＝ρV＝1.0×103 kg/m3×4.95×1010 m3＝4.95×1013 kg

水釋放的熱量

Q＝cmΔt＝4.2×103 J/（kg·℃）×4.95×1013 kg×10 ℃＝2.079×1018 J

煤的質量m＝＝＝6.93×1010 kg

(2)機床消耗的電能

W＝Pt＝100×103 W×4×3.6×1012 s＝1.44×1018 J

效率η＝×100%＝×100%≈69.3%

(3)利用地熱取暖（合理即可）