热核聚变是在上亿摄氏度的高温条件下,利用氢的同位素氘、氚在可控情况下发生的核聚变.聚变反应中释放出来的核能提供大量的热量,就象造出一个“人造太阳”.反应后的生成
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热核聚变是在上亿摄氏度的高温条件下,利用氢的同位素氘、氚在可控情况下发生的核聚变.聚变反应中释放出来的核能提供大量的热量,就象造出一个“人造太阳”.反应后的生成物是无放射性污染的氦,你知道吗?在安徽省合肥市科学岛上也有一台“人造太阳”.预期于2010年建成的实验反应堆,可以在16min产生1.44×l012J 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300L汽油完全燃烧所释放的热量.请根据所提供的数据进行估算,并回答以下问题: (1)汽油的密度约为0.7×103kg/m3,300L汽油的质量是多少?(1L=1×10-3m3) (2)若汽油的热值约为5×107J/kg,300L 汽油完全燃烧能释放多少热量 (3)需要从多少升海水中提取氢的同位素,在发生聚变时才可以产生1.44×1012J 的热量?若这些热量转化为电能的效率为50%,则它可以供给一台功率是2kw的空调正常工作多少小时? |
答案
(1)汽油的体积为 V=300L=0.3m3 汽油的质量为 m=ρV=0.7×103kg/m3×0.3m3=210kg (2)汽油燃烧放出的热量为 Q=qm=5×107J/kg×210kg=1.05×1010J (3)需要海水的体积为 V=≈137L, 热量转化成电能为W=1.44×1012J×50%=0.72×1012J, 这些电能可以使2kw的空调工作的时间为 t===0.36×109s=1×105h 答: (1)汽油的质量为210kg; (2)300L汽油完全燃烧可以放出1.05×1010J的热量; (3)约需137L海水提取氢的同位素;这些热量可以使2kw的空调工作1×105h. |
举一反三
额定功率为1500W的电热水壶,内装l升、初温为20℃的水,若接通电源后,正常工作4 分钟水被烧开(温度为l00℃).这个过程中水吸收的热量为 ______J,消耗了 ______J的电能[水的密度为1.0×l03kg/m3,比热容为4.2×103J/(kg•℃)]. |
植树造林既可提高农民的经济收入.又可以优化生态环境,调节气温.据某新闻媒体报道,一万平方米的森林每秒钟吸收的太阳能约为1.2﹡105J. (1)如果这些太阳能全部被初温为25℃,质量为50kg的干泥土所吸收,那么可使这些干泥土的温度到多少℃?(干泥土的比热容C=0.8ⅹ103J/(kg.℃)) (2)如果这些太阳能全部被初温为25℃,质量为300g的1标准大气压下的水所吸收,那么可使这些水的温度升高升高到多少℃? |
一个“220V 1000W”的电热器,在额定电压下通电15分钟, (1)产生的热量是多少焦? (2)若家用电能表上标有“3000r/KWh”的字样,则在这段时间内电能表的转盘转过了多少转? (3)若这些热量有30%被2.5千克、30℃的水吸收,在1标准大气压下,水温升高到多少℃?[水的比热是4.2×103焦/(千克•℃)]. |
质量为50kg的水,温度从25℃升高到45℃,需要吸收多少J的热量?[水的比热容为4.2×103J/(kg•℃)] |
太阳光垂直照射时,每平方厘米的面积上每年共获得4.2×106焦的热量, (1)用这些热量给水加热,可以使多少水从温度15℃升高到55℃; (2)这些热量全部用来做功的话,能做多少功? (3)这些热量与完全燃烧多少kg汽油放出的热量相等?(小数点后保留3位小数){q汽油=4.6×107J/kg;C水=4.2×103 J/(kg•℃)}. |
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