Question

西部地區蘊藏大量的天然氣，將其通過管道送到能源缺乏的東部，這個工程叫“西氣東輸”，此工程已經到達南京，于2004年5月開始，南京將開始實施天然氣換煤氣工程．
（1）天然氣和煤氣相比，從環保角度來看，天然氣有什么優點？
（2）從能量角度分析天然氣有什么優點？
（3）天然氣的熱值是8.4×10⁷J/m³，煤氣的熱值是3.9×10⁷J/m³，在不計熱損失的情況下，分別加熱一壺質量為10kg、初溫為20℃的水至沸騰（標準大氣壓下），各需多少天然氣和煤氣？天然氣的價格是2.2元/m³，煤氣的價格是1.1元/m³，用哪一個更劃算？

Answer 1

（1）從環保角度來看，燃燒時天然氣產生的有害物質少、污染小；
（2）因為天然氣的熱值大于煤氣的熱值，所以燃燒相同質量的天然氣和煤氣，天然氣放熱多；
（3）水吸熱：
Q_吸=cm（t-t₀）=4.2×10³J/（kg?℃）×10kg×（100℃-20℃）=3.36×10⁶J，
∵Q_吸=Q_放=mq，
∴需要天然氣：
V_天=

Q吸

q天

=

3.36×106J

8.4×107J/m3

= 0.04m3，
用費：2.2元/m³×0.04m³=0.088元；
需要煤氣：
V_煤=

Q吸

q煤

=

3.36×106J

3.9×107J/m3

= 0.086m3，
用費：1.1元/m³×0.086m³=0.0946元；
由此可知，使用天然氣更劃算．
答：（1）燃燒天然氣污染小；
（2）天然氣的熱值大；
（3）各需天然氣0.042m³和煤氣0.086m³，使用天然氣更劃算．