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

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）求每小时流出的地热水温度降低到50℃，所放出的热量．（2）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）已知出水流量为150m³/h，
由ρ=

m

V

得：水的质量m=ρV=1.0×l0³kg/m³×150m³=1.5×l0⁵kg，
水放出的热量Q=cm△t=4.2×l0³J/（kg?℃）×1.5×l0⁵kg×（90℃-50℃）=2.52×10¹⁰J．
（2）由η=

Q吸

Q放

得：
天然气需要放出的热量Q_放=

Q吸

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）每小时流出的地热水温度降低到50℃所放出的热量为2.52×10¹⁰J．
（2）利用上述地热能供暖一小时可以节约700m³的天然气．