Question

社會發(fā)展到今天，能源危機(jī)開始困擾人類．人們正在尋找各種可能的未來能源，以維持人糞社會的持續(xù)：發(fā)展．利用氫的同位素氘、氚在可控情況下發(fā)生核聚變而產(chǎn)生的核能則是人類研究開發(fā)的新能源．
某一熱核聚變實(shí)驗(yàn)反應(yīng)堆，可以在15min內(nèi)產(chǎn)生1.26×10¹²J的熱量．據(jù)報道：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汽油完全燃燒所釋放的熱量．已知汽油的密度約為0.7×10³kg/m³，汽油的熱值約為5×10⁷J/kg，請根據(jù)所提供的數(shù)據(jù)進(jìn)行以下估算：（1L=1×10^-3m³）
（1）300L汽油完全燃燒可以放出多少熱量？
（2）若在發(fā)生聚變時產(chǎn)生1.26×10¹²J的熱量，則需要多少升海水來提取氫的同位素？

Answer 1

分析：（1）已知汽油的體積和密度，利用m=ρV即可求出質(zhì)量；再利用Q=mq求出完全燃燒放出的熱量；
（2）由題知，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汽油完全燃燒所釋放的熱量；知道需要的總熱量，可求需要海水的體積．

解答：解：（1）汽油的質(zhì)量：
m=ρV=0.7×10³kg/m³×0.3m³=210kg，
汽油完全燃燒放出的熱量：
Q_放=mq=210kg×5×10⁷J/kg=1.05×10¹⁰J；
（2）∵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汽油完全燃燒所釋放的熱量（1.05×10¹⁰J），
∴需要海水的體積：
V_海水=

1.26×1012J

1.05×1010J/L

=120L．
答：（1）300L汽油完全燃燒可以放出1.05×10¹⁰J的熱量；
（2）若在發(fā)生聚變時產(chǎn)生1.26×10¹²J的熱量，則需要120升海水來提取氫的同位素．

點(diǎn)評：本題考查了學(xué)生對密度公式、燃料完全放熱公式的掌握和運(yùn)用，利用所學(xué)知識解決實(shí)際問題，有意義，注意300L≠300kg，必須利用密度公式求解．