Question

社會(huì)發(fā)展到今天，能源危機(jī)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(huì)的持續(xù)發(fā)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(guān)于國際熱核聚變實(shí)驗(yàn)反應(yīng)堆(ITER)的協(xié)議。這是人類開發(fā)新能源的一個(gè)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(xiàng)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(fā)生的核聚變。聚變反應(yīng)中釋放出來的核能提供大量的熱量，就象造出一個(gè)“人造太陽”。反應(yīng)后的生成物是無放射性污染的氦。

預(yù)期于2010年建成的實(shí)驗(yàn)反應(yīng)堆，可以在16min產(chǎn)生1.44×10¹²J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。請(qǐng)根據(jù)所提供的數(shù)據(jù)進(jìn)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(zhì)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(fā)生聚變時(shí)才可以產(chǎn)生1.44×10¹²J的熱量?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2kW的空調(diào)正常工作多少小時(shí)?

(4)你知道嗎?在安徽省合肥市科學(xué)島上也有一臺(tái)“人造太陽”。這個(gè)名為托卡馬克的裝置今年7月就要進(jìn)行點(diǎn)火實(shí)驗(yàn)了。閱讀了上述材料和數(shù)據(jù)后，你一定會(huì)有很多感受，談?wù)勀銓?duì)“人造太陽”的認(rèn)識(shí)。

Answer 1

本題提供的最新科技信息就是――利用熱核聚變來發(fā)電。本題所涉及的都是初中物理的基本知識(shí)，要解答它們并不難。第（1）問中用到質(zhì)量和密度的知識(shí)；第（2）問中用到熱值的知識(shí)；第（3）問中，可利用1L海水產(chǎn)生的熱量是可算出要產(chǎn)生1.44×10¹²J的熱量所需海水的體積。空調(diào)獲得的電能W=50%Q，根據(jù)公式可求出這些電些電能可代空調(diào)工作的時(shí)間。第（4）問中可以發(fā)揮你的想象，從人類的可持續(xù)發(fā)展、環(huán)保、對(duì)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(chǎn)生的熱量是，所以1.44×10¹²J的熱量需要海水的體積V：

時(shí)間

（4）利用熱核聚變來發(fā)電一旦獲得成功，人類的能源危機(jī)將從根本上得到解決，可以大量減少煤、石油、天燃?xì)獾然�石能源的依賴，使人類的生存環(huán)境得到極大的改善，同時(shí)也可以大大增強(qiáng)國家的國力。

    說明  能源問題是人類發(fā)展過程中面臨的一個(gè)根本性問題，關(guān)于能源的命題近年來已經(jīng)成為中考的熱點(diǎn)題。人類目前正面臨能源危機(jī)，關(guān)于新能源的開發(fā)和利用，已經(jīng)成為很多科學(xué)工作者的研究方向。