Question

9．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(fā)生的核聚變，聚變反應(yīng)中釋放出來的核能提供了大量的熱量，據(jù)媒體報(bào)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．
（1）若汽油的密度約為0.7×10³ kg/m³，300L汽油的質(zhì)量是多少？（1L=10^-3 m³）
（2）若汽油的熱值為4.6×10⁷ J/kg，300L汽油完全燃燒能釋放多少熱量？
（3）若這些熱量轉(zhuǎn)化為電能的效率為50%，則它可以供給一臺(tái)功率是200W的電視機(jī)正常工作多長時(shí)間？

Answer 1

分析 （1）一種汽油的密度和體積，利用m=ρV計(jì)算汽油的質(zhì)量；
（2）已知汽油的熱值和質(zhì)量，利用Q=qm計(jì)算放出的熱量；
（3）知道發(fā)生聚變時(shí)可以產(chǎn)生的熱量和轉(zhuǎn)化為電能的效率可求得到的電能，再利用t=$\frac{W}{P}$求電視機(jī)正常工作的時(shí)間．

解答 解：
（1）汽油的體積V=300L=0.3m³，
由ρ=$\frac{m}{V}$得汽油的質(zhì)量：
m=ρV=0.7×10³kg/m³×0.3m³=210kg，
（2）汽油完全燃燒放出的熱量：
Q_放=qm=5×10⁷J/kg×210kg=1.05×10¹⁰J
（3）這些熱量轉(zhuǎn)化成電能：
W=1.05×10¹²J×50%=5.25×10¹¹J，
由P=$\frac{W}{t}$得使200W的電視機(jī)正常工作的時(shí)間：
t=$\frac{W}{P}$=$\frac{5.25×1{0}^{11}J}{200W}$=2.625×10⁹s．
答：
（1）汽油的質(zhì)量為210kg；
（2）300L汽油完全燃燒可以放出1.05×10¹⁰J的熱量；
（3）它可以供給一臺(tái)功率是200W的電視機(jī)正常工作2.625×10⁹s．

點(diǎn)評(píng) 本題為電學(xué)、熱學(xué)和力學(xué)的綜合計(jì)算題，考查了密度公式、燃料完全燃燒放熱公式、電功率公式和效率公式的掌握和運(yùn)用，雖知識(shí)點(diǎn)多，但都屬于基礎(chǔ)，難度不大！