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，以维持人类社会的持续发展．热核聚变是在上亿摄氏度的高温条件下利用氢的同位素氘、氘在可控情况下发生的核聚变．聚变反应中释放出来的核能提供大量的热量，就像造出一个“人造太阳”．反应后的生成物是无放射性污染的氦．?预期于2010年建成的实验反应堆，可以在16min产生1.44×10¹²J的热量．据媒体报道：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．请根据所提供的数据进行计算，并回答以下问题：?
（1）若汽油的密度约为0.7×10³kg/m³，300L汽油的质量是多少？（1L=1×10^-3m³）?
（2）若汽油的热值为4.6×10⁷J/kg，300L汽油完全燃烧能释放多少热量？?
（3）从1.49×10²L海水中提取氢的同位素，在发生聚变时可以产生1.44×10¹²J的热量，若这些热量转化为电能的效率为50%，则它可以供给一台功率是200W的电视机正常工作多少小时？
（4）你知道吗？在安徽省合肥市科学岛上也有一台“人造太阳”．这个名为托卡马克的装置就要点火实验了．阅读了上述材料和数据后，你一定会有很多感受，谈谈你对“人造太阳”的认识．

Answer 1

分析：（1）已知密度和体积求质量，利用密度的计算公式计算；
（2）已知热值和体积求热量，利用热值的计算公式计算；
（3）已知功和功率求时间，利用功率的公式计算；
（4）从人类的可持续发展、环保、对中国国力的认识、安全等各方面回答均可．

解答：解：（1）m=ρv=0.7×10³kg/m³×300×10^-3m³=210kg；
（2）Q_放=mq=210kg×4.6×10⁷J/kg=9.66×10⁹J；?
（3）t=

W

P

=

1.44×1012J×50%

200W

；
44×10¹²J×50%=3.6×10⁹s=1×10⁶h．
（4）“人造太阳”解决了人类对能源的开发和利用问题，为人类的可持续发展起到了推动作用；
并且无污染．无放射性污染，大可让人们放心．
答：（1）300L汽油的质量是210kg；
（2）完全燃烧能释放9.66×10⁹J的热量；?
（3）正常工作1×10⁶h小时；
（4）人造太阳”解决了人类对能源的开发和利用问题，为人类的可持续发展起到了推动作用；
并且无污染．无放射性污染，大可让人们放心．

点评：通过本题的计算，提高了学生节能减排，为人类可持续发展的意识，开发和利用新能源，是每个国家都面临的当务之急．