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德国某处农场的牛棚里,关了90头奶牛,由于棚内牛屁浓度太高,结果静电引发了牛屁爆炸,把屋顶都炸塌了下来.这是因为牛屁中含有大量的甲烷所致.据此,阿根廷科学家设计了一款“
 更新时间:2024-04-26 02:48:41
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问题描述:

德国某处农场的牛棚里,关了90头奶牛,由于棚内牛屁浓度太高,结果静电引发了牛屁爆炸,把屋顶都炸塌了下来.这是因为牛屁中含有大量的甲烷所致.据此,阿根廷科学家设计了一款“牛屁屁收集器”,在牛背上装有一个大塑料袋,通过导管收集牛体内排除的气体.若一头奶牛一天收集的气体中的甲烷,完全燃烧放出的热量全部被水吸收,可使56kg的水从30℃升高到80℃.(甲烷的热值为5.6×107J/kg,水的比热容为4.2×103J/(kg.℃),煤的热值是2.94×107J/kg).

(1)求一头牛一天排出的气体中甲烷的质量是多少?

(2)如果这些热量由燃烧煤来提供,煤燃烧放出的热量有40%被水吸收,则需要多少煤?

封元华回答:
  (1)水吸收的热量Q吸=cm(t-t0)=4.2×103J/(kg.℃)×56kg×(80℃-30℃)=1.176×107J,即Q放=Q吸=1.176×107J,由Q放=mq得甲烷的质量:m甲烷=Q放q=1.176×107J5.6×107J/kg=0.21kg;(2)煤燃烧放出的热量Q放...
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