Question

14．地熱是蘊藏在地球內部的天然綠色能源，這里的“地熱”是指地下一定深度的地層溫度，一年四季保持恒溫．當深度約為100m 時，地溫大約為20℃；若深度達到千米時，地溫可達45℃以上．“北京奧運地熱供應建筑群”就是利用了淺層地熱供熱，以替代空調設備和鍋爐，如圖是地熱空調在不同季節時的地熱集散原理圖（實際使用時只需要一套裝置）．它在地下裝有內外套管，分別形成進水管和出水管，與地面上方蛇形散熱器相接，這一設備是利用地源熱泵系統消耗少量電能來完成的一個封閉的循環水路．
綜合以上信息，解答下列問題：
（1）夏天，水泵將套管中被地熱冷卻 （填“加熱”或“冷卻”）的水引入安裝在室內的蛇形散熱器，不斷地向室內吸熱，然后又被引入地下再次改變溫度，如此循環下去，就起到調節室內溫度的作用．這屬于利用熱傳遞的方式改變了內能．
（2）在冬季供暖時，應采用的是圖中甲所示的裝置，若需要利用地熱將房間的溫度調得更高，對其中內外套管的安裝要求，你的設想是用保溫材料包裹，減少熱量損失．
（3）夏天，每1kg的水從30℃的房間充分吸熱后，流到深約為100m 的地層，可以向地層放出多大的熱量？

Answer 1

分析 （1）應用熱傳遞的方式利用地熱；發生熱傳遞時，高溫物體放出熱量，低溫物體吸收熱量；
（2）冬季取暖時，需要充分利用地熱；為了使室內的溫度更高，要盡量減少熱量的散失；
（3）知道水的質量、初溫和末溫，利用Q_放=cm△t計算水向地層放出的熱量．

解答 解：（1）夏天，水泵將被地溫冷卻的水引入室內，冷水從室內吸熱，然后將吸熱后的水引入地下繼續降溫，如此循環下去，就起到調節室內溫度的作用．這是利用熱傳遞的方式利用地熱．
（2）冬天，水泵將被地溫加熱的水引入室內，熱水向室內放熱，然后將散熱后的水引入地下繼續加熱，故采用的圖中甲所示的裝置；若需要利用地熱將房間的溫度調得更高，在內外套管的安裝時，要用保溫材料包裹，減少熱量損失；
（3）1kg的水從30℃的房間充分吸熱后溫度應為30℃，到達深約為100m 的地層時溫度降低為20℃；
則向地層放出的熱量為：
Q_放=cm△t=4.2×10³J/（kg•℃）×1kg×（30℃-20℃）=4.2×10⁴J．
故答案為：（1）冷卻；吸；（2）熱傳遞；用保溫材料包裹，減少熱量損失；（3）4.2×10⁴J．

點評 聯系生活實際，對生活中的新能源進行了考查，要知道這些新能源的性能和使用．