Question

焚燒秸稈不僅造成嚴(yán)重的環(huán)境污染，還造成大量的能源浪費(fèi)．研究表明，秸稈的熱值為0.75×10⁷J/kg，相當(dāng)于標(biāo)準(zhǔn)煤的四分之一．
（1）我國(guó)第一家秸稈發(fā)電廠，已于2007年1月1日開始正式發(fā)電，從此，中國(guó)電網(wǎng)里出現(xiàn)了由農(nóng)民“種”出來(lái)的電流．據(jù)了解，我國(guó)每年僅農(nóng)作物秸稈產(chǎn)量就有6億噸（合6×10¹¹kg）．如果這些秸稈完全燃燒放出的熱量全部轉(zhuǎn)化為電能，則每年可發(fā)電多少千瓦時(shí)？
（2）某學(xué)校食堂鍋爐盛水1.5t，如果通過燃燒秸稈的方式將這些水從20℃加熱到100℃，共需要多少秸稈？（設(shè)秸稈完全燃燒，且放出的熱量有42%被水吸收）

Answer 1

解：
（1）∵m=6×10¹¹kg，q=0.75×10⁷J/kg，
∴秸稈完全燃燒放出的熱量為：Q=mq=6×10¹¹kg×0.75×10⁷J/kg=4.5×10¹⁸J，
又∵放出的熱量全部轉(zhuǎn)化為電能，
∴W=Q=4.5×10¹⁸J=kW?h=1.25×10¹²kW?h
答：每年通過焚燒秸稈可產(chǎn)生1.25×10¹²kW?h的電能．
（2）∵C=4.2×10³J/（kg?℃），m=1.5t=1.5×10³kg，△t=t-t₀=100℃-20℃=80℃，
∴Q_吸=Cm△t=4.2×10³J/（kg?℃）×1.5×10³kg×80℃=5.04×10⁸J，
又∵η_熱=42%，
∴Q_放===1.2×10⁹J，
所以秸稈的質(zhì)量為：m_稈===160kg．
答：共需要160kg秸稈．
分析：（1）知道農(nóng)作物秸稈的質(zhì)量和秸稈的熱值，可利用公式Q=mq計(jì)算秸稈完全燃燒放出的熱量，而熱量全部轉(zhuǎn)化為電能，從而可以計(jì)算出獲得的電能．
（2）已知水的質(zhì)量、比熱容和溫度的變化，首先利用公式Q_吸=Cm△t計(jì)算水吸收的熱量，已知秸稈完全燃燒放出的熱量有42%被水吸收，再利用公式Q_放=計(jì)算燃料燃燒放出的熱量，已知秸稈的熱值，最后利用公式m=計(jì)算秸稈的質(zhì)量．
點(diǎn)評(píng)：本題考查了利用公式Q=mq計(jì)算熱量，以及利用其公式變形計(jì)算質(zhì)量，并利用公式Q_吸=Cm△t計(jì)算熱量，同時(shí)還考查燃料的利用率的問題，在計(jì)算過程中要特別注意單位的換算．