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[节能交流] 要多少屁才能烧开一壶水?

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发表于 2016-1-21 15:41:52 显示全部楼层 |阅读模式
本帖最后由 大洋之风 于 2016-1-21 15:43 编辑

去食堂的路上,小室友问我:屁可不可燃… 边吃边讨论了一会,最后的结论是可燃。刚刚他又问我:多少屁可以烧开一壶水?


这个问题真的是可以解答的,如下



建议采用牛屁,一头牛一天的屁量可烧开45壶水。解答过程如下:
5.jpg

因NH3在空气中反应,必须具备催化剂和高温条件,且氧化产物为氮氧化物,不环保。(常用来工业制硝酸)
故只考虑甲烷燃烧产生的热量。

甲烷燃烧的热化学方程式
CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l);
ΔH=-890.3KJ/mol
6.jpg
如图电热水壶,用乐扣乐扣杯子刻度测量后得知,一壶水为1.5L,即1.5Kg

若将牛屁中甲烷完全燃烧后产生的热量全部用来烧水,使1.5L水从25℃升高到100℃,[水的比热容为4.2KJ/(Kg•℃) ]
则Q=cmΔt≈473 KJ
n=Q/ΔH=0.53mol
所以,烧开一壶水需要0.53mol甲烷,乘以甲烷摩尔质量16g/mol ,约合8.5g.

标准状态下,甲烷密度0.77Kg/m3,
一头牛每天排放500立升甲烷,即0.5m3,
约合385g(小8两)……

385/8.5≈45壶

所以,一头牛一天的屁量可烧开45壶水。



当然也有人提出不同疑义
被某高票的答案惊呆了。。。吓得我赶紧估算了一下吹牛上天需要放多少个屁……
牛的体重大致是700kg,上天按照对流层算是10km左右,忽略重力随高度的变化,假设热机做功效率14%,那么需要的能量是4.9×10^8J,算一下就是大概需要1600个屁……

放一千六百个屁才能吹牛上天!

不过算到这里突然想到,烧开水这个不能直接按燃烧热去算啊!这样有浪费啊!何况她用的燃烧热好像还没算相变焓和水降温的放热。
当然根据热力学第二定律,热量不能从低温传到高温,转化率不可能是100%
设将需使用的屁分为 x L 的小份,此份屁燃烧初始时水温是T,而液态水的比热容是4.2 kJ/kg.K,把x微分到无穷小忽略,水温为T的时候升温速率是42.1-0.406T,解积分方程:
T'=42.1-0.406T, T(x=0)=20
得T=103.7-83.7e^(-0.406x),解T=100得
x=7.68
也就是说,其实节约一点,分成很多小份去烧,尽可能利用燃烧出的热量,充分进行热交换,只需要8天就能用屁烧一壶水了……

然而我是绝对不会喝这样一壶开水的= =



然而还有“手欠”的人不断完善这个答案……

我竟然打开了这么一个问题
还手贱的算了算
楼主谁让你问这么**的问题啦

好吧,我还是汇报一下成果吧

首先,你的屁
(我就这么说,你来打我啊)
主要成分按照甲烷算
CH4 + 2O2 = CO2 + 2H2O
反映的燃烧热为 890.31KJ/mol,或55900kJ/kg,或40020kJ/m3.
净热值为 50200kJ/kg 或 5900kJ/m3.
所谓净热值则是净热值就是一种物质完全燃烧后冷却到初始状态(比如1大气压 25度)时所放出的热量.

oh,shit
你必须得让我抱怨一下

好了继续
按照你要烧一公斤的水
按照室温20度开始
那么烧开需要80大卡热量
所以换算一下大概335千焦
当然这不包括能量传递效率以及能量损失

那么……
你需要放。。。。
我靠,楼主你先过来告诉我
你一次放几mol的屁!!!

我应该考虑到你的屁里面
甲烷的质量分数
这样才能准确的告诉你
你需要放多少屁才能烧开一壶水

不过想了一下
你每次屁的纯度应该也不一样
所以问题比较复杂
我需要进行大量的数据进行统计
恩,就这样
(完)


当然,你还可以继续思考,提出不同观点
……
小编是很严肃的说完这句话的
客官,这篇文章有意思吗?
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来源知乎
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  发表于 2016-1-22 08:13

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发表于 2016-1-21 15:41:52 显示全部楼层
难道没有燃烧效率吗?应该取60%的热效率。
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 成长值: 2560

发表于 2016-1-21 15:41:52 显示全部楼层
是应该有个效率问题。
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发表于 2016-1-21 15:41:52 显示全部楼层
真的是题材,这样收集这些能源变成大课题了。
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发表于 2016-1-21 15:41:52 显示全部楼层
好有创意的课题
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发表于 2016-1-21 15:41:52 显示全部楼层
润色润色,可以发一篇高质量的SCI了!
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发表于 2016-1-21 15:41:52 显示全部楼层
{:1106_365:}
谢谢楼主分享
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发表于 2016-1-21 15:41:52 显示全部楼层
润色润色,可以发一篇高质量的SCI了!{:1106_362:}
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发表于 2016-1-21 15:41:52 显示全部楼层
哈哈~有意思
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发表于 2016-1-21 15:41:52 显示全部楼层
弄成燃料电池是不是转化率高点
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