天然气是一种清洁能源，若完全燃烧2m3的天然气（天然气的热值为8.4×107J/m3）（1）放出多少的热量？（2）若这些热量完全被水吸收，则理论上可使多少千克的水从室温20℃烧到100℃？（3）

Question

天然气是一种清洁能源，若完全燃烧2m³的天然气（天然气的热值为8.4×10⁷J/m³）
（1）放出多少的热量？
（2）若这些热量完全被水吸收，则理论上可使多少千克的水从室温20℃烧到100℃？
（3）若实际中完全燃烧2m³的天然气只能使200kg的水从室温20℃烧开到100℃，则天然气的利用率为多少？

Answer 1

（1）2m³天然气完全燃烧放出的热量：
Q_放=Vq=2m³×8.4×10⁷J/m³=1.68×10⁸J；
（2）由题知，Q_吸=Q_放=1.68×10⁸J，
∵Q_吸=cm（t-t₀）
即：1.68×10⁸J=4.2×10³J/（kg•℃）×m×（100℃-20℃），
解得：m=500kg；
（3）200kg的水从室温20℃烧开到100℃吸收的热量：
Q_吸′=cm′（t-t₀）
=4.2×10³J/（kg•℃）×200kg×（100℃-20℃）=6.72×10⁷J
天然气的利用率：
η=(Q′吸)/(Q放)×100%=(6.72×107J)/(1.68×108J)×100%=40%．
答：（1）放出1.68×10⁸J的热量；
（2）若这些热量完全被水吸收，则理论上可使500kg的水从室温20℃烧到100℃；
（3）天然气的利用率为40%．