20. 2017 年 5 月 18 日,我國(guó)在南海試采可燃冰實(shí)現(xiàn)連續(xù)穩(wěn)定產(chǎn)氣。$ 1 m^{3} $ 可燃冰分解后,可釋放出約 $ 150 m^{3} $ 天然氣。已知 $ q_{天然氣} = 2.1×10^{7} J/m^{3} $、$ c_{水} = 4.2×10^{3} J/(kg \cdot ℃) $、天然氣的密度約為 $ 0.72 kg/m^{3} $,求：
(1)$ 150 m^{3} $ 天然氣的質(zhì)量約為多少千克。
(2)$ 1 m^{3} $ 可燃冰釋放出的天然氣完全燃燒,放出的熱量是多少焦。
(3)在標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下,若上述熱量全部被水吸收,則可將 $ 1×10^{4} kg $ 的水從 $ 20℃ $ 加熱至多少攝氏度？
答案：$(1)$ 求$150m^{3}$天然氣的質(zhì)量
解：根據(jù)密度公式$\rho=\frac{m}{V}$，可得$m = \rho V$。
已知天然氣密度$\rho = 0.72kg/m^{3}$，體積$V = 150m^{3}$，則天然氣質(zhì)量$m=\rho V = 0.72kg/m^{3}×150m^{3}=108kg$。
$(2)$ 求$1m^{3}$可燃冰釋放出的天然氣完全燃燒放出的熱量
解：$1m^{3}$可燃冰分解后可釋放出約$150m^{3}$天然氣，根據(jù)燃料完全燃燒放熱公式$Q_{放}=Vq$（$V$為燃料體積，$q$為燃料熱值）。
已知$q_{天然氣}=2.1×10^{7}J/m^{3}$，$V = 150m^{3}$，則$Q_{放}=Vq_{天然氣}=150m^{3}×2.1×10^{7}J/m^{3}=3.15×10^{9}J$。
$(3)$ 求水加熱后的溫度
解：由題知$Q_{吸}=Q_{放}=3.15× 10^{9}J$，根據(jù)吸熱公式$Q_{吸}=cm\Delta t = cm(t - t_{0})$（$c$為比熱容，$m$為質(zhì)量，$\Delta t$為溫度變化量，$t$為末溫，$t_{0}$為初溫）。
已知$c_{水}=4.2×10^{3}J/(kg\cdot^{\circ}C)$，$m = 1×10^{4}kg$，$t_{0}=20^{\circ}C$，則：
$t - t_{0}=\frac{Q_{吸}}{c_{水}m}=\frac{3.15× 10^{9}J}{4.2×10^{3}J/(kg\cdot^{\circ}C)×1×10^{4}kg}=75^{\circ}C$，
$t=t_{0}+\Delta t = 20^{\circ}C + 75^{\circ}C=95^{\circ}C$。
綜上，答案依次為：$(1)$$\boldsymbol{108kg}$；$(2)$$\boldsymbol{3.15× 10^{9}J}$；$(3)$$\boldsymbol{95^{\circ}C}$。
