小林同学家刚建好的沼气烧水情况,用沼气作燃料加热3kg水的过程中,水温随时间的变化情况如图所示.请根据图象及有关信息完成下列问题:
(1)加热2分钟水吸收的热量;
(2)如果沼气燃烧时供给的沼气流量为5dm3/min,那么在这种情况下:①该沼气炉的效率为多少?②该沼气炉发热有用功率多大?(水的比热容为4.2×103J/(kg℃),沼气的热值是2.4×107J/m3)
(3)使用沼气有哪些优点(请说出两点)?
解:(1)加热2分钟水吸收的热量:
Q吸=cm水△t=4.2×103J/(kg?℃)×3kg×10℃=1.26×105J;
(2)①2分钟放出沼气的体积:
V=5dm3/min×2min=10dm3=0.01m3,
沼气完全燃烧放出的热量:
Q=Vq=0.01m3×2.4×107J/m3=2.4×105J,
该沼气炉的效率:
η===52.5%;
②该沼气炉发热有用功率:
P===1050W;
(3)沼气为气体燃料,清洁污染小,可用发酵方法制取,能废物利用,可再生,在生产沼气的同时还可生产肥料.
答:(1)加热2分钟水吸收的热量为1.26×105J;
(2)①该沼气炉的效率为52.5%;
②该沼气炉发热有用功率1050W;
(3)①沼气为气体燃料,清洁污染小;②可用发酵方法制取,能废物利用,可再生,在生产沼气的同时还可生产肥料.
(1)由图象中得出2分钟时的水的温度为30℃,由热量公式计算水吸收的热量;
(2)①根据沼气燃烧时供给的沼气流量求出2分钟放出沼气的体积,根据Q=Vq求出燃料完全燃烧放出的热量,再根据效率公式求出该沼气炉的效率;
②该沼气炉发热有用功率等于水吸收的热量与时间的比值;
(3)根据沼气作为燃料清洁、可再生等优点回答.
点评:能源、材料、环境、信息是当今世界四大重要领域,倍受关注,关于能源的分类、优缺点、应用及对环境的影响问题,在考查中出现的频度极高,要引起高度重视.