煤、石油、天然气的过量开采使人类面临能源危机．某县在冬季利用地热能为用户取暖．县内有一口自喷状态地热井，出水温度为90℃，出水流量为150m3/h．（1）每小时流出的水是多少kg？（2

Question

煤、石油、天然气的过量开采使人类面临能源危机．某县在冬季利用地热能为用户取暖．县内有一口自喷状态地热井，出水温度为90℃，出水流量为150m³/h．
（1）每小时流出的水是多少kg？
（2）求每小时流出的地热水温度降低到50℃，所放出的热量．
（3）这些热量如果用天然气蒸汽锅炉供热，且天然气蒸汽锅炉的热效率为90%，则利用上述地热能供暖一小时可以节约多少天然气？
【ρ_水=1.0×10³kg/m³，c_水=4.2×10³J/（kg•℃），天然气的热值为4×10⁷J/m³】

Answer 1

（1）出水流量为150m³/h，
由ρ=(m)/(V)得：水的质量m=ρV=1.0×l0³kg/m³×150m³=1.5×l0⁵kg，
（2）水放出的热量Q_水放=cm△t=4.2×l0³J/（kg•℃）×1.5×l0⁵kg×（90℃-50℃）=2.52×10¹⁰J；
（3）这些热量如果用天然气蒸汽锅炉供热，则Q_有用=Q_水放=2.52×10¹⁰J，
由η=(Q吸)/(Q放)得：
天然气需要放出的热量Q_放=(Q有用)/(η)=(2.52×1010J)/(90%)=2.8×10¹⁰J，
由Q_放=Vq得：天然气的体积V=(Q放)/(q)=(2.8×1010J)/(4×107J/m3)=700m³．
答：（1）每小时流出的水是1.5×l0⁵kg；
（2）每小时流出的地热水温度降低到50℃所放出的热量为2.52×10¹⁰J；
（3）利用上述地热能供暖一小时可以节约700m³的天然气．