【答案】:
(1)$1.68× 10^{8}\ J$ (2)33% (3)$0.075\ m^3$
【解析】:
(1)水吸收的热量:$Q_{吸}=c_{水}m(t-t_{0})=4.2×10^{3}\ J/(kg·℃)×500\ kg×(100\ ℃-20\ ℃)=1.68×10^{8}\ J$
(2)天然气完全燃烧放出的热量:$Q_{放}=Vq=12\ m^3×4.2×10^{7}\ J/m^3=5.04×10^{8}\ J$
燃气锅炉烧水时的效率:$\eta=\frac{Q_{吸}}{Q_{放}}×100\%=\frac{1.68×10^{8}\ J}{5.04×10^{8}\ J}×100\%\approx33\%$
(3)可燃冰的热值:$q_{可燃冰}=160q=160×4.2×10^{7}\ J/m^3=6.72×10^{9}\ J/m^3$
需要可燃冰的体积:$V_{可燃冰}=\frac{Q_{放}}{q_{可燃冰}}=\frac{5.04×10^{8}\ J}{6.72×10^{9}\ J/m^3}=0.075\ m^3$