Question

【題目】社會發展到今天，能源危機開始困擾人類。人們正在尋找各種新能源，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、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，在16 min內可以產生1.44×1012 J的熱量。

據媒體報道：1 L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300 L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)若汽油的密度為0.7×103 kg/m3，300 L汽油的質量是多少？(1 L＝1×10－3 m3)

(2)若汽油的熱值為4.6×107 J/kg，300 L汽油完全燃燒能釋放多少熱量？

(3)從1.49×102 L海水中提取氫的同位素，在發生聚變時可以產生1.44×1012 J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200 W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，你一定有很多感受，談談你對“人造太陽”的認識。

Answer 1

【答案】(1) 210 kg。(2) 9.66×109 J。(3) 106 h。(4)可以緩解我國能源緊張的狀況。

【解析】（1）300L汽油的質量為m=ρV=0.7×103kg/m3×0.3m3=210kg；（2）300L汽油完全燃燒放出的熱量為Q放=mq=210kg×4.6×107J/kg =9.66×109J；（3）轉化成的電能W=1.44×1012J×50%=7.2×1011J=2×105kWh，200W=0.2kW，所以可供電視機正常工作的時間為t=2×105kWh/0.2kW=106h；（2）“人造太陽”釋放出來的核能用來發電，可以緩解我國能源緊張的狀況。