Question

沼氣是當(dāng)前已開發(fā)和使用的一種新型能源．通過將農(nóng)村大量的秸稈、人畜糞便等發(fā)酵來獲取沼氣，利用沼氣來燒水做飯、點(diǎn)燈照明．沼氣的主要成分為甲烷，它燃燒后的產(chǎn)物是二氧化碳和水，對(duì)環(huán)境無污染．圖13所示是一農(nóng)戶沼氣池及使用沼氣的示意圖．[水的比熱容為4.2×10³ J/（kg?℃），沼氣的熱值約為1.9×10⁷J/m³]
（1）沼氣是

 

（選填“可再生”或“不可再生”）能源．
（2）若沼氣灶前的沼氣壓強(qiáng)至少為0.5kPa時(shí)，沼氣灶能正常工作．根據(jù)圖中壓力表（實(shí)質(zhì)上是一個(gè)U形管壓強(qiáng)計(jì)，里面裝有染成紅色的水）的示數(shù)，通過計(jì)算說明，該農(nóng)戶此時(shí)，能否使用這個(gè)沼氣池中的沼氣來正常燒火做飯？
（3）若沼氣灶正常工作時(shí)，將一壺質(zhì)量為2.5kg、溫度為20℃的水燒開，需要消耗沼氣0.13m³．試估算沼氣灶燒水的效率．
（4）推廣使用沼氣對(duì)新農(nóng)村建設(shè)有什么好處？（寫出一條即可）

Answer 1

分析：（1）由可再生能源與不可再生能源的分類要求來看，可以從自然界源源不斷地得到的能源稱之為可再生能源；一旦消耗就很難再生的能源稱之為不可再生能源．
（2）由圖可知U形管壓強(qiáng)計(jì)兩邊的液柱之差為6cm，根據(jù)p=ρgh求出這個(gè)沼氣池中沼氣的壓強(qiáng)，再與人工沼氣灶前壓強(qiáng)相比較，即可判斷能否正常工作．
（3）根據(jù)Q_放=Vq求出沼氣所放出的熱量，根據(jù)Q=cm△t求出水吸收的熱量，根據(jù)效率公式求出沼氣灶的效率．
（4）推廣使用沼氣對(duì)新農(nóng)村建設(shè)有什么好處很多，如節(jié)能、環(huán)保．

解答：解：（1）從能源能否再生的角度來說沼氣是一種可再生能源，在使用過程中，即在燃燒過程中，是將其內(nèi)部的化學(xué)能轉(zhuǎn)化為了內(nèi)能．
（2）灶前沼氣壓強(qiáng)p=ρ_水gh=1.0×10³kg/m³×10N/kg×0.06m=600Pa=0.6kPa，
因?yàn)閜＞1.5kPa，所以此時(shí)能使用這個(gè)沼氣池中的沼氣來正常燒火做飯．
（3）沼氣所放出的熱量：Q_放=Vq=0.13m³×1.9×10⁷J/m³=2.47×10⁶J，
水吸收的熱量：Q_吸=c_水m_水△t_水=4.2×10³J/（kg?℃）×2.5kg×（100℃-20℃）=8.4×10⁵J，
沼氣灶燒水的效率：η=

Q吸

Q放

×100%=

8.4×105J

2.47×106J

×100%≈34%．
（4）推廣使用沼氣的好處有：節(jié)能、環(huán)保．
故答案為：（1）可再生；（2）能；（3）沼氣灶燒水的效率為34%；（4）節(jié)能或環(huán)保．

點(diǎn)評(píng)：本題考查了公式Q_放=vq和公式Q_吸=cm△t的應(yīng)用．只要記住了就不難解答．本題的最后兩個(gè)問題，能激發(fā)學(xué)生的獨(dú)立思維意識(shí)，也會(huì)加強(qiáng)學(xué)生的節(jié)能環(huán)保的意識(shí)．是一道好題．