Question

从2006年开始，我国就参与了国际科研合作项目《国际热核聚变实验堆联合实施协定》，研究可控核聚变技术．该技术可用氢的同位素氘和氚聚合发生核聚变释放能量，并不会产生放射性污染，如图所示．
而氘可以从海水中提取，从1L的海水中提取的氘参与核聚变反应放出的能量相当于300L优质汽油完全燃烧放出的热量．若这些核能用来发电的效率可以达到50%，所产生的电能可供如图所示的电力机车牵引功率为4800kW的“和谐号”电力动车组以252km/h的运营速度匀速行驶多少km？（计算结果保留一位小数）（汽油密度：0.71×10³kg/m³；汽油热值：4.6×10⁷J/kg）

Answer 1

分析：先根据公式Q=mq算出300L汽油完全燃烧放出的热量，然后根据题意算出转化的电能，再根据公式t=

W

P

算出这些电能能让动车组行驶的时间，最后根据公式s=vt算出动车组行驶的路程．

解答：解：由ρ=

m

V

可得汽油质量：m_汽油=ρ_汽油V_汽油=0.71×10³kg/m³×300×10^-3m³=213kg，
汽油完全燃烧放出热量：Q=qm_汽油=4.6×10⁷J/kg×213kg=9.798×10⁹J，
产生的电能：W=50%Q=50%×9.798×10⁹J=4.899×10⁹J，
由P=

W

t

可得产生的电能可供动车组行驶时间：t=

W

P

=

4.899×109J

4.8×106W

≈1020.6s，
动车组行驶速度：v=252km/h=70m/s，
由v=

s

t

可得动车组行驶路程：s=vt=70m/s×1020.6s=71442m≈71.4km．
答：动车组可以匀速行驶71.4km．

点评：解答本题需要用到多个公式，有密度公式、热量公式、电功率公式、速度公式，本题很好的将这些公式串联起来，显示了这些公式之间的联系性．本题考查了学生利用公式处理数据的能力，也考查了学生分析问题的能力．