Question

【題目】2017年5月18日，國土資源部部長姜大明在南海神狐海域“藍鯨一號”鉆井平臺上宣布了震驚世界的消息：我國首次海域可燃冰（天然氣水合物）試采成功.我國由此成為世界第一個實現穩定開采海洋超級能源的國家！該平臺最大作業水深3658米，最大鉆井深度15240米，適用于全球深海作業.已知：海水密度ρ═1.03×103kg/m3，q煤氣=4.2×107J/kg，1標準大氣壓取105Pa，g取10N/kg，求：

（1）鉆井平臺的立柱在水面下3000m處受到的海水壓強是多少?相當于多少個標準大氣壓？

（2）同等條件下，“可燃冰”完全燃燒放出的熱量達到煤氣的數十倍，以10倍的關系粗略計算，6kg“可燃冰”完全燃燒放出的熱量為多少焦？如果不計能損失，這些熱量提供給一輛最低油耗為0.2kg/（kWh）的汽車使用，可替代多少汽油？【溫馨提示：0.2kg/（kWh）表示獲得1kWh能量消耗0.2kg汽油）】．

Answer 1

【答案】（1）309個標準大氣壓 （2）140kg

【解析】解：（1）由液體壓強公式P=ρgh可得，

在水面下3000m處受到的海水壓強

，

相當于標準大氣壓

（2）6kg煤氣完全燃燒放出的熱量：Q放=mq=6kg×4.2×107J/kg=2.52×108J，

由題意可知，“可燃冰”完全燃燒放出的熱量達到煤氣的十倍，所以可燃冰放出的熱量

Q放′=Q放×10=2.52×108J×10=2.52×109J=700kWh，

汽車的油耗0.2kg/（kWh）表示獲得1kWh能量消耗0.2kg汽油，則可替代汽油的質量：

m=700kWh×0.2kg/（kWh）=140kg

答：（1）在水面下3000m處受到的海水壓強是，相當于309個標準大氣壓。（2）6kg“可燃冰”完全燃燒放出的熱量為2.52×109J，這些熱量提供給一輛最低油耗為0.2kg/（kWh）的汽車使用，可替代140kg汽油。