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。2006年5月24日，歐盟、美國、中國、日本、韓國、俄羅斯和印度在布魯塞爾歐盟總部草簽了一系列關于國際熱核聚變實驗反應堆(ITER)的協議。這是人類開發新能源的一個重大嘗試，也是中國以完全平等的地位參加的最大的國際科技合作項目。

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、氚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，就象造出一個“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估算，并回答以下問題：

(1)若汽油的密度約為O.7×10³kg／m³，300L汽油的質量是多少?(1L=l×10^-3m³)

(2)若汽油的熱值約為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，在發生聚變時才可以產生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2kW的空調正常工作多少小時?

(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今年7月就要進行點火實驗了。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

本題提供的最新科技信息就是――利用熱核聚變來發電。本題所涉及的都是初中物理的基本知識，要解答它們并不難。第（1）問中用到質量和密度的知識；第（2）問中用到熱值的知識；第（3）問中，可利用1L海水產生的熱量是可算出要產生1.44×10¹²J的熱量所需海水的體積。空調獲得的電能W=50%Q，根據公式可求出這些電些電能可代空調工作的時間。第（4）問中可以發揮你的想象，從人類的可持續發展、環保、對中國國力的影響、安全等各方面答均可。

解  （1）

（2）

（3）因1L海水可產生的熱量是，所以1.44×10¹²J的熱量需要海水的體積V：

時間

（4）利用熱核聚變來發電一旦獲得成功，人類的能源危機將從根本上得到解決，可以大量減少煤、石油、天燃氣等化石能源的依賴，使人類的生存環境得到極大的改善，同時也可以大大增強國家的國力。

    說明  能源問題是人類發展過程中面臨的一個根本性問題，關于能源的命題近年來已經成為中考的熱點題。人類目前正面臨能源危機，關于新能源的開發和利用，已經成為很多科學工作者的研究方向。