Question

世界領(lǐng)先的中國新一代入造太陽實(shí)驗(yàn)裝置--熱核聚變裝置EAST28日（俗稱“人造太陽”）首次成功完成了放電實(shí)驗(yàn)，預(yù)計(jì)將要建成的實(shí)驗(yàn)反應(yīng)堆，可以在1min內(nèi)產(chǎn)生9×10¹⁰J的熱量．據(jù)媒體報(bào)道：1L海水提取的氫的同位素，在完全聚變反應(yīng)中釋放的能量，相當(dāng)于300L汽油完全燃燒所放出的熱量．請根據(jù)數(shù)據(jù)進(jìn)行估算，并回答以下問題：
（1）若汽油的密度為0.7×10³kg/m³，300L汽油的質(zhì)量是多少？
（2）若汽油的熱值為5×10⁷J/kg，300L汽油完全燃燒能釋放多少熱量？
（3）需要從多少升海水中提取氫的同位素，在聚變時(shí)才能產(chǎn)生9×10¹⁰J的熱量？若這些熱量轉(zhuǎn)化為電能的效率為50%，則它可以供給一臺功率是2kW的空調(diào)正常工作多少小時(shí)？

Answer 1

分析：根據(jù)題意已知汽油的密度與汽油的體積，可求出汽油的質(zhì)量；汽油的質(zhì)量×汽油的熱值可算出燃燒能釋放；根據(jù)熱量轉(zhuǎn)換為電能÷空調(diào)的功率就可得出空調(diào)運(yùn)轉(zhuǎn)的時(shí)間．

解答：解：已知汽油的體積v_汽油=300l，ρ_汽油=0.7×10³kg/m³
（1）m_汽油=ρ_汽油v_汽油=0.7×10³kg/m³×0.3m³=210kg
答：300L汽油的質(zhì)量是210kg．
（2）Q=m_汽油q=5×10⁷J/kg×210kg=1.05×10¹⁰J
答：300L汽油完全燃燒能釋放的熱量1.05×10¹⁰J．
（3）V=9×10¹⁰J÷（1.05×10¹⁰J/L）=8.57L，
熱量轉(zhuǎn)化成電能為W=9×10¹⁰J×50%=4.5×10¹⁰J，
由于1kw=3.6×10⁶J/s，w=1.25×10³kw/h
由w=pt得t=

w

p

=

1.25×103kw/h

2kw

=6.25×10³h．
答：需要從8.57L升海水中提取氫的同位素，在聚變時(shí)才能產(chǎn)生9×10¹⁰J的熱量．可以供給一臺功率是2kW的空調(diào)正常工作6.25×10³h．

點(diǎn)評：本題考查了密度公式及燃值公式的計(jì)算，屬于難題．