Question

从2006年开始，我国就参与了国际科研合作项目《国际热核聚变实验堆联合实施协定》，研究可控核聚变技术。该技术可用氢的同位素氘和氚聚合发生核聚变释放能量，并不会产生放射性污染，如图22所示。而氘可以从海水中提取，从1L的海水中提取的氘参与核聚变反应放出的能量相当于300L优质汽油完全燃烧放出的热量。若这些核能用来发电的效率可以达到50%，所产生的电能可供如图23所示的电力机车牵引功率为4800kW的“和谐号”电力动车组以252km/h的运营速度匀速行驶多少km？（计算结果保留一位小数）

（汽油密度：0.71×10³kg/m³；汽油热值：4.6×10⁷J/kg）

Answer 1

ρ=m/v得，m=ρv=710kg/m³×0.3m³=213 kg    ……………………1分

Q=mq=213kg×4.6×10⁷J/kg=9.798×10⁹ J          ……………………2分

W_有= Qη=9.798×10⁹J×50％=4.899×10⁹ J         ……………………1分

P=W/t知，t=W/P=4.899×10⁹J÷4.8×10⁶ W=1020.625 s=0.2835 h…………2分

据V=s/t得， s=Vt=252 km/h×0.2835 h=71.4 km      ……………………2分

【解析】此时这些汽油的质量是m=ρv=710kg/m³×0.3m³=213 kg，这些汽油在完全燃烧所释放的热量是Q=mq=213 kg×4.6×10⁷J/kg=9.798×10⁹ J，由于效率是50％，所以其有效利用的热量是W_有= Qη=9.798×10⁹J×50％=4.899×10⁹ J，这些能量可以让该车运动的时间是t=W/P=4.899×10⁹J÷4.8×10⁶ W=1020.625S=0.2835 h，所以其运行的距离是s=Vt=252 km/h×0.2835 h=71.4 km。