Question

世界領先的中國新一代人造太陽實驗裝置--熱核聚變裝置EAST28（俗稱“人造太陽”）首次成功完成了放電實驗，預計將要建成的實驗反應堆，可以在lmin內產生9×10¹⁰J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210kg汽油完全燃燒所放出的熱量．請你根據數據計算；
（l） 若汽油的熱值為4.6×10 ⁷J/kg，210kg汽油完全燃燒釋放的熱量是多少？
（2）需要從多少升海水中提取氫的同位素，在聚交時才能產生9×10¹⁰J的熱量？（小數點后保留1位）
（3 ）若9×10¹⁰J的熱量轉化為電能的效率為50%．則它可以供給一臺功率是2kW的空調正常工作多長時間？

Answer 1

分析：（1）已知汽油的質量和熱值，根據Q=mq求出完全燃燒釋放的熱量；
（2）lL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210kg汽油完全燃燒所釋放的熱量，可以求得210kg汽油完全燃燒所釋放的熱量；已知釋放的總熱量，可以求出需要的海水量．
（3）已知聚變放出的熱量和轉化成電能的效率，可以得到轉化成的電能；已知空調的功率和消耗的電能，利用公式t=

W

P

得到空調工作的時間．

解答：解：（1）210kg汽油完全燃燒釋放的熱量：
Q_放=m_汽油q=4.6×10⁷J/kg×210kg=9.66×10⁹J；
（2）∵lL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210kg汽油完全燃燒所釋放的熱量，
∴產生9×10¹⁰J的熱量，所需海水的體積：
V=

9×1010J

9.66×109J/L

≈9.3L；
（3）9×10¹⁰J的熱量轉化成的電能：
W=9×10¹⁰J×50%=4.5×10¹⁰J，
根據P=

W

t

可得：
可供冰箱工作時間t=

W

P

=

4.5×1010J

2000W

=2.25×10⁷s=6250h．
答：（1）210kg汽油完全燃燒釋放的熱量是9.66×10⁹J；
（2）需要從9.3L海水中提取氫的同位素，在聚交時才能產生9×10¹⁰J的熱量；
（3 ）若9×10¹⁰J的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6250h．

點評：本題考查了熱量公式和效率公式、電功率公式的靈活運用，關鍵是根據題意得出相關的信息．