Question

1972年，人類(lèi)第一次發(fā)現(xiàn)以礦藏形式存在的神秘冰晶體-可燃冰，它的密度與冰的約相等，可在短時(shí)間內(nèi)變?yōu)闅怏w而體積增至原來(lái)的164倍．實(shí)驗(yàn)證明，1m³可燃冰與164m³天然氣燃燒放出的熱量相當(dāng)．若能解決開(kāi)采、運(yùn)輸?shù)拳h(huán)節(jié)的技術(shù)難題使用可燃冰做燃料，將會(huì)使人類(lèi)的燃料使用史延長(zhǎng)幾個(gè)世紀(jì)．（q_天然氣=8.4×10⁷J/m³，q_{標(biāo)準(zhǔn)煤}=2.8×10⁷J/m³，C_水=4.2×10³J/Kg℃）
（1）0.45Kg可燃冰完全變成氣體的密度約是多大？
（2）每立方米可燃冰完全燃燒放出的熱量全部被水吸收，可使82t的冷水溫度升高多少攝氏度？
（3）探測(cè)估計(jì)，僅我國(guó)西沙海域可燃冰儲(chǔ)量就達(dá)4.0×10¹²m³，它完全燃燒釋放的能量相當(dāng)于多少噸標(biāo)準(zhǔn)煤完全燃燒釋放的能量？

Answer 1

（1）可燃冰的密度：
ρ_可燃冰=ρ_冰=0.9×10³Kg/m³，
∵可燃冰變成氣體質(zhì)量不變，
即：ρ_可燃冰V=ρ_氣體V_氣體=ρ_氣體×164V，
∴ρ_氣體=

1

164

×ρ_可燃冰=

1

164

×0.9×10³Kg/m³≈5.5kg/m³；
（2）每立方米可燃冰完全燃燒放出的熱量：
Q_放=Vq_天然氣=164m³×8.4×10⁷J/m³=1.3776×10¹⁰J，
∵Q_吸=Q_放=cm△t=1.3776×10¹⁰J，
∴△t=

Q吸

cm

=

1.3776×1010J

4.2×103J/(kg?℃)×82×103kg

=40℃；
（3）4.0×10¹²m³可燃冰完全燃燒釋放的能量：
Q=8.4×10⁷J/m³×4.0×10¹²×164m³=5.5104×10²⁰J，
∵Q_放=m_煤q=Q=5.5104×10²⁰J，
∴m_煤=

Q

q煤

=

5.5104×1020J

2.8×107kg J

=1.968×10¹³kg=1.968×10¹⁰t．
答：（1）0.45Kg可燃冰完全變成氣體的密度約是5.5kg/m³；
（2）每立方米可燃冰完全燃燒放出的熱量全部被水吸收，可使82t的冷水溫度升高40℃攝氏度；
（3）它完全燃燒釋放的能量相當(dāng)于1.968×10¹⁰t噸標(biāo)準(zhǔn)煤完全燃燒釋放的能量．