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，當地有一口自噴狀態的地熱井，出水溫度為90℃ ，出水流量為150 m3/h。求：

(1)求每小時流出的水的質量是多少kg？

(2)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%，那么利用上述地熱能供暖一小時可以節約多少天然氣？[已知ρ水=1. 0×103 kg/m3 ，c水=4.2×103 J/（kg·℃），天然氣的熱值q為4×103J/ m3]

Answer 1

【答案】(1) 1.5×l05kg；(2)2.52×1010J；(3)700m3

【解析】

(1)每小時流出水的體積

V=150 m3/h×1h=150m3

每小時流出水的質量

m=ρ水V=1.0×l03kg/m3×150m3=1.5×l05kg

(2)水放出的熱量

Q水放=c水mΔt=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

天然氣需要放出的熱量

Q放==2.8×1010J

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。