题目

题型：不详难度：来源：

阅读短文，回答问题
社会发展到今天，能源危机开始困扰人类．人们正在寻找各种可能的未来能源，以维持人类社会的持续发展．2006年5月24日，欧盟、美国、中国、日本、韩国、俄罗斯和印度在布鲁塞尔欧盟总部草签了一系列关于国际热核聚变实验反应堆（ITER）的协议．这是人类开发新能源的一个重大尝试，也是中国以完全平等的地位参加的最大的国际科技合作项目．
热核聚变是在上亿摄氏度的高温条件下，利用氢的同位素氘、氚在可控情况下发生的核聚变．聚变反应中释放出来的核能提供大量的热量，就象造出一个“人造太阳”．反应后的生成物是无放射性污染的氦．
已经建成的A型实验反应堆，可以在16min产生1.44×10¹² J的热量．据媒体报道：lL海水提取的氢的同位素，在完全聚变反应中释放的能量，相当于300L汽油完全燃烧所释放的热量．
请根据所提供的数据进行估算，并回答以下问题：
（1）若汽油的密度约为0.7×10³kg/m³，300L汽油的质量是______  （1L=1×10^-3m³）．
（2）若汽油的热值约为5×10⁷J/kg，300L汽油完全燃烧能释放______J的热量．
（3）该A型实验反应堆在发生聚变时可以产生1.44×10¹²J的热量，则A型实验反应堆的发热功率是______W，产生这么多的热量相对于需要从______L海水中提取氢的同位素．若这些热量50%转化为电能，则它可以供给一台每分钟需要消耗1.2×10⁵J电能的空调正常工作______h．
（4）你知道吗？在我国安徽省合肥市科学岛上也有一台“人造太阳”．阅读了上述材料和数据后，你一定会有很多感受，谈谈你对“人造太阳”的认识．______．

答案

（1）根据ρ=

m

V

可得，汽油的质量：
m=ρV=O．7×10³kg/m³×300×10^-3m³=210kg；
（2）100L汽油完全燃烧能释放的热量：
Q_放=mq=5×10⁷J/kg×210kg=1.05×10¹⁰J；
（3）A型实验反应堆，可以在16min产生1.44×10¹²J的热量，则发热功率：
P=

W

t

=

1.44×1012J

16×60s

=1.5×10⁹W，
∵lL海水提取的氢的同位素，在完全聚变反应中释放的能量，相当于300L汽油完全燃烧所释放的热量，
∴需要海水的体积：
V=

1.44×1012J

1.05×1010J

≈137L，
热量转化成电能：
W=1.44×10¹²J×50%=7.2×10¹¹J，
这些电能可以使一台每分钟需要消耗1.2×10⁵J的空调工作的时间为
t=

W

P′

=

7.2×1011J

1.2×105/min

=6×10⁶min=1×10⁵h；
（4）利用热核聚变来发电一旦获得成功，人类的能源危机将从根本上得到解决，可以大量减少煤、石油、天燃气等化石能源的依赖，使人类的生存环境得到极大的改善，同时也可以大大增强国家的国力．
故答案为：
（1）210kg；
（2）1.05×10¹⁰；
（3）1.5×10⁹；137；1×10⁵；
（4）利用热核聚变来发电一旦获得成功，人类的能源危机将从根本上得到解决．