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用天然气和用电烧开1kg的水,哪个更便宜?

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  同样要烧开1升的水,是用天然气更便宜呢?还是用电烧更划算呢?哪一种方式更环保呢?

  

  要计算哪一种烧水方式更便宜,我们首先要算出烧开水所需的能量,然后再分情况讨论。我们需要用的数据有水的常温温度和水的比热容。比热容是指单位质量物体改变单位温度时吸收或者放出的热量,也就是说温度每升高或者降低1℃,需要吸收或者放出的能量。

  

  对于水来说,温度每上升1℃,那么它就要吸收的能量是4.2×10^3J/(kg•℃)。我们假设常温下水的温度是25℃,那么当我们把1升常温的水加热到沸腾时,总共需要的能量Q为:

  Q=1kgx(100℃-25℃)x4200J/(kg•℃)=3.15x10^5J

天然气烧水

  对于能源和燃料来说,它是不可能悉数转化为热能的,在转化的过程中它往往会有能源的损失,能源的损失率越小,往往说明能源的利用效率越高。对于天然气和煤气来说,能源的损失是不可避免的。比如我们的天然气是通过灶具来燃烧的,那么它在燃烧的过程中,热量会向四周的空间扩散,从而无法被全部吸收。

  

  按照我们国家的标准来看,台式灶的热效率大概率是55%,也就是说灶具燃烧所释放能量的最终有效利用率,那么我们就以55%来计算能源利用效率。又已知天然气的热值为3.5×10^4KJ/m3,那么我们烧开1升的水所需要的天然气的用量则为:

  3.15x10^5J/(55%x3.5×10^7J/m3)=0.0164m3

  如果1立方米的天然气费用在2.5-3元之间,那么天然气烧开1升水的价格在0.041-0.0492元,也就是说4分钱到5分钱之间。

  

用电烧水

  如果我们用电来烧水的话,那么壶体可能本身要散热,从而损失一定的能量,但是能源利用的效率会比天然气高,所以可以达到90%左右。我们已知一度电的能量大概是3.6x10^6J,那么我们烧开1升的水所需要的电能则为:

  3.15x10^5J/(90%)=3.5x10^5J,3.5x10^5J/3.6x10^6J=0.097度电

  居民的用电价格一般是在0.56-0.62一度,那么用电来烧开1升水大概就需要0.05432-0.06014元,也就是说5分钱到6分钱之间。

  

  如果我们光是从天然气烧水和用电烧水哪个烧水方式更便宜来比较的话,用天然气显然是更划算一点的。那么这两种方式哪一种更环保呢?

用天然气环保还是用电环保?

  天然气的主要成分是甲烷,当甲烷完全燃烧之后会生成二氧化碳和水,如果甲烷不完全燃烧的话会生成一氧化碳和水,也就是说我们日常在使用的过程中使用天然气,是会生成大量的温室气体的。那么这是否说明用电是更环保的选择呢?

  

  虽然说我们直接使用电是不会产生任何的化学反应的,也不会有温室气体产生,但是电本身是二次能源,它是从其他的能源生成的,而且在转化的过程中同样会产生能量的损失。那么电又是从哪里来的呢?

  电能的来源是非常多的,比如火电、风电、光伏电、核电等方式,电的生产方式不同也会导致电的成本和价格也有所不同。一般来说煤电的价格是处于中等位置的,比核电贵,但比光热发电和风电便宜很多。但同时,火力发电也是对环境的影响最大的。

  

  中国是世界上产电最多的国家,一个国家的产电水平就超过了整个世界的1/4,然而,从全球的水平上来看,仍有60%-70%的电能是通过火力发电实现的。也就是说我们使用的电能很大程度上是通过化石燃料转化而成的,而这个过程中释放了大量的二氧化碳。

  

  所以,使用天然气等清洁能源实际上是比用电还环保的。

  最后,我们得出结论,无论是从经济还是环保的角度来看,使用天然气来烧水是更好的选择。

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