Question

（2003?绍兴）潜艇是海军的一种重要装备．某潜艇水下排水量是1500吨，艇内净空间40米³，艇上有官兵30人．当该潜艇潜入海面下100米时，求：
（1）潜艇受到海水的压强多大（海水密度1.03×10³千克/米³）？
（2）潜艇受到的浮力多大？
（3）空气中O₂体积分数是21%，当下降到16%时，会影响人正常工作．如果艇内每人每分钟消耗400毫升O₂，则理论上此潜艇能在水中停留______小时（假设艇内温度、压强保持不变）．
（4）潜艇长时间潜航，需配备O₂再生装置．现有以下方案可供选择：①加热KMnO₄ ②电解H2O③常温下，过氧化钠（Na₂O₂）与CO₂反应生成Na₂C0₃与0₂．你认为上述方案中最可行的是（填序号）______．它与其它二种方案相比的优点是______．

Answer 1

【答案】分析：（1）根据压强的公式 P=ρ液gh，进行解答；
（2）浮力的公式：F=G=mg，进行解答；
（3）根据艇内净空间40米³中O₂体积分数由21%下降到16%时的体积，和 30人，每人每分钟消耗400毫升O₂，与时间的乘积相等，进行解答；
（4）根据在常温下，过氧化钠（Na₂O₂）与CO₂反应生成Na₂C0₃与0₂．无需加热，耗电，进行解答．
解答：解：（1）潜艇受到海水的压强为：P=ρgh=1.03×10³千克/米³×9.8N/米³×100=1.01×10⁶ Pa；
答：潜艇受到海水的压强为 1.01×10⁶ Pa；
（2）潜艇受到的浮力为：F=G=mg=1500×10³×9.8N/米³=1.47×10⁶ N；
答：潜艇受到的浮力为 1.47×10⁶ N．
（3）设理论上此潜艇能在水中停留x小时
40×（21-16）%=x×（30×60×400×10×10^-6 米³），
解答 x=2.78 小时；
故答案为：2.78小时；
（4）根据在常温下，过氧化钠（Na₂O₂）与CO₂反应生成Na₂C0₃与0₂．无需加热，耗电；
故答案为：③；无需加热，耗电，还能吸收人呼出的二氧化碳；
点评：本题主要考查学生运用所学化学知识，物理知识，综合分析和解决实际问题的能力．增加了学生分析问题的思维跨度，强调了学生整合知识的能力．