问题 问答题

目前处于秋收季节,有部分农户焚烧秸秆,这种行为不仅造成严重的环境污染,还造成大量的能源浪费.研究表明,秸秆的热值为0.75×107J/kg,相当于标准煤的四分之一.

(1)我国第一家秸秆发电厂已开始正式发电,从此,中国电网里出现了由农民“种”出来的电流.据了解,我国每年仅农作物秸秆产量就有6亿吨(合6×1011kg).如果这些秸秆完全燃烧放出的热量全部转化为电能,则每年通过焚烧秸秆可产生多少焦耳的电能?

(2)从能量转化的角度来分析,焚烧秸秆的能量是如何转化的?

(3)某学校食堂锅炉盛水1.5t,如果通过燃烧秸秆的方式将这些水从20℃加热到100℃,共需要多少秸秆?(设秸秆完全燃烧,且放出的热量有42%被水吸收)

答案

(1)∵m=6×1011kg,q=0.75×107J/kg,

∴Q=mq=6×1011kg×0.75×107J/kg=4.5×1018J,

又∵放出的热量全部转化为电能,

∴W=Q=4.5×1018J.

答:每年通过焚烧秸秆可产生4.5×1018J的电能.

(2)秸秆燃烧发生的是化学变化,具有的是化学能,而同时获得了内能,所以焚烧秸秆的能量是化学能转化为内能.

答:焚烧秸秆的能量是化学能转化为内能.

(3)∵C=4.2×103J/(kg•℃),m=1.5t=1.5×103kg,△t=t-t0=100℃-20℃=80℃,

∴Q=Cm△t=4.2×103J/(kg•℃)×1.5×103kg×80℃=5.04×108J,

又∵η=42%,

∴Q=

Q
η
=
5.04×108J
42%
=1.2×109J,

所以m=

Q
q
=
1.2×109J
0.75×107J/kg
=160kg.

答:共需要160kg秸秆.

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