Question

社會發展到今天，能源危機開始困擾人類．人們正在尋找各種可能的未來能源，以維持人類社會的持續發展．熱核聚變是在上億攝氏度的高溫條件下利用氫的同位素氘、氘在可控情況下發生的核聚變．聚變反應中釋放出來的核能提供大量的熱量，就像造出一個“人造太陽”．反應后的生成物是無放射性污染的氦．?預期于2010年建成的實驗反應堆，可以在16min產生1.44×10¹²J的熱量．據媒體報道：1L海水提取的氫的同位素，在完全聚變反應中釋放的能量，相當于300L汽油完全燃燒所釋放的熱量．請根據所提供的數據進行計算，并回答以下問題：?
（1）若汽油的密度約為0.7×10³kg/m³，300L汽油的質量是多少？（1L=1×10^-3m³）?
（2）若汽油的熱值為4.6×10⁷J/kg，300L汽油完全燃燒能釋放多少熱量？?
（3）從1.49×10²L海水中提取氫的同位素，在發生聚變時可以產生1.44×10¹²J的熱量，若這些熱量轉化為電能的效率為50%，則它可以供給一臺功率是200W的電視機正常工作多少小時？
（4）你知道嗎？在安徽省合肥市科學島上也有一臺“人造太陽”．這個名為托卡馬克的裝置就要點火實驗了．閱讀了上述材料和數據后，你一定會有很多感受，談談你對“人造太陽”的認識．

Answer 1

分析：（1）已知密度和體積求質量，利用密度的計算公式計算；
（2）已知熱值和體積求熱量，利用熱值的計算公式計算；
（3）已知功和功率求時間，利用功率的公式計算；
（4）從人類的可持續發展、環保、對中國國力的認識、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）“人造太陽”解決了人類對能源的開發和利用問題，為人類的可持續發展起到了推動作用；
并且無污染．無放射性污染，大可讓人們放心．
答：（1）300L汽油的質量是210kg；
（2）完全燃燒能釋放9.66×10⁹J的熱量；?
（3）正常工作1×10⁶h小時；
（4）人造太陽”解決了人類對能源的開發和利用問題，為人類的可持續發展起到了推動作用；
并且無污染．無放射性污染，大可讓人們放心．

點評：通過本題的計算，提高了學生節能減排，為人類可持續發展的意識，開發和利用新能源，是每個國家都面臨的當務之急．