Question

社会发展到今天，能源危机开始困扰人类．人们正在寻找各种可能的未来能源，以维持人粪社会的持续：发展．利用氢的同位素氘、氚在可控情况下发生核聚变而产生的核能则是人类研究开发的新能源．
某一热核聚变实验反应堆，可以在15min内产生1.26×10¹²J的热量．据报道：1L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300L汽油完全燃烧所释放的热量．已知汽油的密度约为0.7×10³kg/m³，汽油的热值约为5×10⁷J/kg，请根据所提供的数据进行以下估算：（1L=1×10^-3m³）
（1）300L汽油完全燃烧可以放出多少热量？
（2）若在发生聚变时产生1.26×10¹²J的热量，则需要多少升海水来提取氢的同位素？

Answer 1

【答案】分析：（1）已知汽油的体积和密度，利用m=ρV即可求出质量；再利用Q=mq求出完全燃烧放出的热量；
（2）由题知，1L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300L汽油完全燃烧所释放的热量；知道需要的总热量，可求需要海水的体积．
解答：解：（1）汽油的质量：
m=ρV=0.7×10³kg/m³×0.3m³=210kg，
汽油完全燃烧放出的热量：
Q_放=mq=210kg×5×10⁷J/kg=1.05×10¹⁰J；
（2）∵1L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300L汽油完全燃烧所释放的热量（1.05×10¹⁰J），
∴需要海水的体积：
V_海水==120L．
答：（1）300L汽油完全燃烧可以放出1.05×10¹⁰J的热量；
（2）若在发生聚变时产生1.26×10¹²J的热量，则需要120升海水来提取氢的同位素．
点评：本题考查了学生对密度公式、燃料完全放热公式的掌握和运用，利用所学知识解决实际问题，有意义，注意300L≠300kg，必须利用密度公式求解．