Question

世界领先的中国新一代入造太阳实验装置--热核聚变装置成功完成了放电实验．据媒体报道：1.44L海水提取的氢的同位素，通过实验反应堆发生完全聚变反应所用时间大约为1min，所释放的能量大约相当于360L汽油完全燃烧所放出的热量．若汽油的密度为0.8×10³kg/m³，汽油的热值为5×10⁷J/kg，请根据数据解答以下问题：
（1）360L汽油的质量是多少？
（2）1.44L海水提取的氢的同位素，在完全聚变反应中释放的能量是多少J？
（3）若能利用热核聚变装置发电，发电的效率为50%，求1min内产生的电能可以供给一台铭牌如图所示的空调连续制冷约多长时间？

Answer 1

分析：（1）先将容积单位L换算成m³，然后根据密度公式的变形式m=ρV即可算出360L汽油的质量．
（2）海水提取的氢的同位素，在完全聚变反应中释放的能量，相当于360L汽油完全燃烧所释放的热量，利用Q=mq求得360L汽油完全燃烧所释放的热量即可；
（3）根据铭牌提供的额定电压和制冷电流，利用P=UI求出空调的制冷功率，利用公式t=

W

P

可以求出空调正常工作时间．

解答：解：（1）360L=0.36m³，
由ρ=

m

V

：m=ρV，
则360L汽油的质量是：m=ρV=0.8×10³kg/m³×0.36m³=288kg．
答：360L汽油的质量是288kg．
（2）Q=mq=288kg×5×10⁷J/kg=1.44×10¹⁰J；
答：在完全聚变反应中释放的能量是1.44×10¹⁰J．
（3）转化成的电能W=1.44×10¹⁰J×50%=7.2×10⁹J
空调的制冷功率P=UI=220V×6.0A=1320W，
可供空调的工作时间t=

W

P

=

7.2×109J

1320W

≈0.055×10⁸s=1527h，
答：它可以供给一台铭牌如图所示的空调连续制冷约1527h．

点评：本题考查了热量的计算、密度公式及其应用，这两个公式的应用与生活联系十分紧密．在解答本题时，首先要将各物理量之间的单位进行统一，然后再利用公式进行计算．此题涉及的知识点较多，数据较大．所以计算起来略为麻烦．此题要求学生仔细分析题干，运用所给数据，一步步仔细作答，方可得出正确结论．