Question

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社會發(fā)展到今天，能源危機開始困擾人類．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于國際熱核聚變實驗反應堆（ITER）的協(xié)議．這是人類開發(fā)新能源的一個重大嘗試，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．聚變反應中釋放出來的核能提供大量的熱量，就象造出一個“人造太陽”．反應后的生成物是無放射性污染的氦．
已經(jīng)建成的A型實驗反應堆，可以在16min產(chǎn)生1.44×10¹² J的熱量．據(jù)媒體報道：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300L汽油完全燃燒所釋放的熱量．
請根據(jù)所提供的數(shù)據(jù)進行估算，并回答以下問題：
（1）若汽油的密度約為0.7×10³kg/m³，300L汽油的質(zhì)量是______  （1L=1×10^-3m³）．
（2）若汽油的熱值約為5×10⁷J/kg，300L汽油完全燃燒能釋放______J的熱量．
（3）該A型實驗反應堆在發(fā)生聚變時可以產(chǎn)生1.44×10¹²J的熱量，則A型實驗反應堆的發(fā)熱功率是______W，產(chǎn)生這么多的熱量相對于需要從______L海水中提取氫的同位素．若這些熱量50%轉(zhuǎn)化為電能，則它可以供給一臺每分鐘需要消耗1.2×10⁵J電能的空調(diào)正常工作______h．
（4）你知道嗎？在我國安徽省合肥市科學島上也有一臺“人造太陽”．閱讀了上述材料和數(shù)據(jù)后，你一定會有很多感受，談談你對“人造太陽”的認識．______．

Answer 1

（1）根據(jù)ρ=

m

V

可得，汽油的質(zhì)量：
m=ρV=O．7×10³kg/m³×300×10^-3m³=210kg；
（2）100L汽油完全燃燒能釋放的熱量：
Q_放=mq=5×10⁷J/kg×210kg=1.05×10¹⁰J；
（3）A型實驗反應堆，可以在16min產(chǎn)生1.44×10¹²J的熱量，則發(fā)熱功率：
P=

W

t

=

1.44×1012J

16×60s

=1.5×10⁹W，
∵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300L汽油完全燃燒所釋放的熱量，
∴需要海水的體積：
V=

1.44×1012J

1.05×1010J

≈137L，
熱量轉(zhuǎn)化成電能：
W=1.44×10¹²J×50%=7.2×10¹¹J，
這些電能可以使一臺每分鐘需要消耗1.2×10⁵J的空調(diào)工作的時間為
t=

W

P′

=

7.2×1011J

1.2×105/min

=6×10⁶min=1×10⁵h；
（4）利用熱核聚變來發(fā)電一旦獲得成功，人類的能源危機將從根本上得到解決，可以大量減少煤、石油、天燃氣等化石能源的依賴，使人類的生存環(huán)境得到極大的改善，同時也可以大大增強國家的國力．
故答案為：
（1）210kg；
（2）1.05×10¹⁰；
（3）1.5×10⁹；137；1×10⁵；
（4）利用熱核聚變來發(fā)電一旦獲得成功，人類的能源危機將從根本上得到解決．