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21. (8分)我国是世界上第一个对可燃冰实现安全可控开采的国家.假设$1\ m^3$可燃冰分解后,可释放出$200\ m^3$的天然气,如图所示.[已知$q_{天然气}= 3.57×10^7\ J/m^3$,$c_{水}= 4.2×10^3\ J/(kg·℃)$,在1个标准大气压下]问:
(1)$1\ m^3$可燃冰释放出的天然气完全燃烧,放出的热量是多少?
(2)若上述热量全部被水吸收,可将初温为$35℃$,质量为$3.4×10^4\ kg$的水加热到多少℃?
(1)$1\ m^3$可燃冰释放出的天然气完全燃烧,放出的热量是多少?
(2)若上述热量全部被水吸收,可将初温为$35℃$,质量为$3.4×10^4\ kg$的水加热到多少℃?
答案：
(1)7.14×10⁹J
(2)85°C [解析]
(1)由题可知，1m³可燃冰分解后，可释放出200m³天然气，这些天然气完全燃烧产生热量：Q放=Vq天然气=200m³×3.57×10⁷J/m³=7.14×10⁹J。
(2)由题可知，天然气完全燃烧释放的热量被水完全吸收，则Q吸=Q放=7.14×10⁹J；由Q吸=cmΔt可得，加热温度为35°C，质量为3.4×10⁴kg的水，水的末温：t=$\frac {Q_{吸}}{c_{水}m_{水}}$+t₀=$\frac {7.14×10^{9}J}{4.2×10^{3}J/(kg\cdot ^{\circ }C)×3.4×10^{4}kg}$+35°C=85°C。
(1)7.14×10⁹J
(2)85°C [解析]
(1)由题可知，1m³可燃冰分解后，可释放出200m³天然气，这些天然气完全燃烧产生热量：Q放=Vq天然气=200m³×3.57×10⁷J/m³=7.14×10⁹J。
(2)由题可知，天然气完全燃烧释放的热量被水完全吸收，则Q吸=Q放=7.14×10⁹J；由Q吸=cmΔt可得，加热温度为35°C，质量为3.4×10⁴kg的水，水的末温：t=$\frac {Q_{吸}}{c_{水}m_{水}}$+t₀=$\frac {7.14×10^{9}J}{4.2×10^{3}J/(kg\cdot ^{\circ }C)×3.4×10^{4}kg}$+35°C=85°C。
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