Question

【題目】2017年5月18日，國土資源部部長姜大明在南海神狐海域“藍鯨一號”鉆井平臺上宣布了震驚世界的消息：我國首次海域可燃冰（天然氣水合物）試采成功．我國由此成為世界第一個實現穩定開采海洋超級能源的國家！該平臺最大作業水深3658米，最大鉆井深度15240米，適用于全球深海作業．已知：海水密度ρ═1.03×103kg/m3 ， q煤氣=4.2×107J/kg，1標準大氣壓取105Pa，g取10N/kg，求：
（1）鉆井平臺的立柱在水面下3000m處受到的海水壓強是多少？相當于多少個標準大氣壓？
（2）同等條件下，“可燃冰”完全燃燒放出的熱量達到煤氣的數十倍，以10倍的關系粗略計算，6kg“可燃冰”完全燃燒放出的熱量為多少焦？如果不計能損失，這些熱量提供給一輛最低油耗為0.2kg/（kWh）的汽車使用，可替代多少汽油？【溫馨提示：0.2kg/（kWh）表示獲得1kWh能量消耗0.2kg汽油）】．

Answer 1

【答案】
（1）解：鉆井平臺的立柱在水面下3000m處受到的海水壓強：

p=ρgh=1.03×103kg/m3×10N/kg×3000m=3.09×107Pa，

1標準大氣壓取105Pa，則受到的海水壓強相當于標準大氣壓的個數：

=309個

（2）解：6kg煤氣完全燃燒放出的熱量：

Q放=mq=6kg×4.2×107J/kg=2.52×108J，

由題意可知，6kg“可燃冰”完全燃燒放出的熱量：

Q放′=Q放×10=2.52×108J×10=2.52×109J=700kWh；

汽車的油耗0.2kg/（kWh）表示獲得1kWh能量消耗0.2kg汽油，

則可替代汽油的質量：

m=700kWh×0.2kg/（kWh）=140kg

【解析】（1）鉆井平臺的立柱所處的深度，利用p=ρgh求受到的海水壓強，和標準大氣壓的比值得出相當于多少個標準大氣壓；（2）利用Q放=mq求出6kg煤氣完全燃燒放出的熱量，按10倍關系計算得出6kg“可燃冰”完全燃燒放出的熱量，而1kWh能量消耗0.2kg汽油，可求汽油的質量．
【考點精析】掌握液體的壓強的計算和熱量的計算是解答本題的根本，需要知道液體內部壓強的公式：p=ρgh ρ指密度,單位kg/m3,g=9.8N/kg, h指深度,單位:m,壓強單位(Pa) 注意：h 指液體的深度，即某點到液面的距離；熱量的計算： ① Q吸 = cm△t升=cm(t-t0) （Q吸是吸收熱量，單位是焦耳；c 是物體比熱，單位是：焦/(千克?℃)；m是質量；t0 是初始溫度；t 是后來的溫度． ）② Q放 =cm△t降=cm(t0-t) ③ Q吸 = Q放．