Question

（2003?紹興）潛艇是海軍的一種重要裝備．某潛艇水下排水量是1500噸，艇內凈空間40米³，艇上有官兵30人．當該潛艇潛入海面下100米時，求：
（1）潛艇受到海水的壓強多大（海水密度1.03×10³千克/米³）？
（2）潛艇受到的浮力多大？
（3）空氣中O₂體積分數是21%，當下降到16%時，會影響人正常工作．如果艇內每人每分鐘消耗400毫升O₂，則理論上此潛艇能在水中停留______小時（假設艇內溫度、壓強保持不變）．
（4）潛艇長時間潛航，需配備O₂再生裝置．現有以下方案可供選擇：①加熱KMnO₄ ②電解H2O③常溫下，過氧化鈉（Na₂O₂）與CO₂反應生成Na₂C0₃與0₂．你認為上述方案中最可行的是（填序號）______．它與其它二種方案相比的優點是______．

Answer 1

【答案】分析：（1）根據壓強的公式 P=ρ液gh，進行解答；
（2）浮力的公式：F=G=mg，進行解答；
（3）根據艇內凈空間40米³中O₂體積分數由21%下降到16%時的體積，和 30人，每人每分鐘消耗400毫升O₂，與時間的乘積相等，進行解答；
（4）根據在常溫下，過氧化鈉（Na₂O₂）與CO₂反應生成Na₂C0₃與0₂．無需加熱，耗電，進行解答．
解答：解：（1）潛艇受到海水的壓強為：P=ρgh=1.03×10³千克/米³×9.8N/米³×100=1.01×10⁶ Pa；
答：潛艇受到海水的壓強為 1.01×10⁶ Pa；
（2）潛艇受到的浮力為：F=G=mg=1500×10³×9.8N/米³=1.47×10⁶ N；
答：潛艇受到的浮力為 1.47×10⁶ N．
（3）設理論上此潛艇能在水中停留x小時
40×（21-16）%=x×（30×60×400×10×10^-6 米³），
解答 x=2.78 小時；
故答案為：2.78小時；
（4）根據在常溫下，過氧化鈉（Na₂O₂）與CO₂反應生成Na₂C0₃與0₂．無需加熱，耗電；
故答案為：③；無需加熱，耗電，還能吸收人呼出的二氧化碳；
點評：本題主要考查學生運用所學化學知識，物理知識，綜合分析和解決實際問題的能力．增加了學生分析問題的思維跨度，強調了學生整合知識的能力．