试题

受2011年3月11日的日本9.0级大地震影响，该国两座核电站的5个机组停转，2011年3月12日首次确认福岛核电站出现泄漏，大批居民被疏散．2011年4月12日日本政府把本次核事故提高到最高级--7级．受此突发事故影响，核电站的安全问题再次给人们敲响了警钟．而轻核的聚变是在上亿度的高温条件下，利用氢的同位素氘、氚控情况下发生的核聚变，聚变反应中释放出来的核能也能提供大量的热能，并且聚变反应的生成物是无放射性污染的氦．利用轻核聚变原理建造的核电站以后将会投入使用．已知1L海水中提取的氢同位素，在完全聚变反应中释放出的能量相当于400kg的煤完全燃烧所放出的热量，求：
（1）400kg的煤完全燃烧能释放出多少热量？（煤的热值q=3×10⁷J/kg）
（2）已知从海水中提取的氢同位素在聚变时产生的热量转化为电能，其效率是100%．若从1L海水中提取的氢同位素在完全聚变时产生的热量转化为电能，可以供一台功率为2kW的空调器正常工作多长时间？

解：（1）400kg的煤完全燃烧释放出的热量：
Q_放=mq=400kg×3×10⁷J/kg=1.2×10¹⁰J；
（2）由题意可知，1L海水提取的氢同位素在完全聚变时释放的能量为1.2×10¹⁰J，
则1.2×10¹⁰J×100%=Pt
即1.2×10¹⁰J×100%=2000W×t
解得：t=6×10⁶s．
答：（1）400kg的煤完全燃烧能释放出1.2×10¹⁰J的热量；
（2）可以供一台功率为2kW的空调器正常工作6×10⁶s．
解：（1）400kg的煤完全燃烧释放出的热量：
Q_放=mq=400kg×3×10⁷J/kg=1.2×10¹⁰J；
（2）由题意可知，1L海水提取的氢同位素在完全聚变时释放的能量为1.2×10¹⁰J，
则1.2×10¹⁰J×100%=Pt
即1.2×10¹⁰J×100%=2000W×t
解得：t=6×10⁶s．
答：（1）400kg的煤完全燃烧能释放出1.2×10¹⁰J的热量；
（2）可以供一台功率为2kW的空调器正常工作6×10⁶s．