Question

世界领先的中国新一代人造太阳实验装置--热核聚变装置EAST28（俗称“人造太阳”）首次成功完成了放电实验，预计将要建成的实验反应堆，可以在lmin内产生9×10¹⁰J的热量．据媒体报道：1L海水提取的氢的同位素，在完全聚变反应中释放的能量，相当于210kg汽油完全燃烧所放出的热量．请你根据数据计算；
（l） 若汽油的热值为4.6×10 ⁷J/kg，210kg汽油完全燃烧释放的热量是多少？
（2）需要从多少升海水中提取氢的同位素，在聚交时才能产生9×10¹⁰J的热量？（小数点后保留1位）
（3 ）若9×10¹⁰J的热量转化为电能的效率为50%．则它可以供给一台功率是2kW的空调正常工作多长时间？

Answer 1

分析：（1）已知汽油的质量和热值，根据Q=mq求出完全燃烧释放的热量；
（2）lL海水提取的氢的同位素，在完全聚变反应中释放的能量，相当于210kg汽油完全燃烧所释放的热量，可以求得210kg汽油完全燃烧所释放的热量；已知释放的总热量，可以求出需要的海水量．
（3）已知聚变放出的热量和转化成电能的效率，可以得到转化成的电能；已知空调的功率和消耗的电能，利用公式t=

W

P

得到空调工作的时间．

解答：解：（1）210kg汽油完全燃烧释放的热量：
Q_放=m_汽油q=4.6×10⁷J/kg×210kg=9.66×10⁹J；
（2）∵lL海水提取的氢的同位素，在完全聚变反应中释放的能量，相当于210kg汽油完全燃烧所释放的热量，
∴产生9×10¹⁰J的热量，所需海水的体积：
V=

9×1010J

9.66×109J/L

≈9.3L；
（3）9×10¹⁰J的热量转化成的电能：
W=9×10¹⁰J×50%=4.5×10¹⁰J，
根据P=

W

t

可得：
可供冰箱工作时间t=

W

P

=

4.5×1010J

2000W

=2.25×10⁷s=6250h．
答：（1）210kg汽油完全燃烧释放的热量是9.66×10⁹J；
（2）需要从9.3L海水中提取氢的同位素，在聚交时才能产生9×10¹⁰J的热量；
（3 ）若9×10¹⁰J的热量转化为电能的效率为50%，则它可以供给一台功率是2kW的空调正常工作6250h．

点评：本题考查了热量公式和效率公式、电功率公式的灵活运用，关键是根据题意得出相关的信息．