试题

2011年3月11日，日本发生大地震，由于地震导致电力中断，福岛核电站冷却系统失灵，核电站的机组1号机组12日爆炸，3号机组14日爆炸，4号、5号机组15日相继爆炸，核泄漏风险上升…
（1）核电站发电是利用原子核（选填“聚变”或“裂变”）释放的巨大能量是汽轮机转动从而发电的．
（2）已知原子核在裂变时释放的能力可以由E=mc²（m表示原子核的质量，c表示光速，公式里各个量单位均为国际单位）来计算，请问1g原子核裂变相当与多少标准煤完全燃烧释放的热量，这些可以降多少10℃的水加热到100℃？（c_水=4.2×10³J/（Kg·℃），q_标准煤=3.0×10⁷J/kg）

解：（1）核电站是利用原子核发生裂变释放能量来发电的．
（2）原子核的质量m=1g=0.001kg，光速C=3×10⁸m/s，由E=mc²m得原子核放出热量E=0.001kg×（3×10⁸m/s）²=9×10¹³J．
q_标准煤=3.0×10⁷J/kg，由Q=mq得煤的质量m_煤=

9×1013J

3.0×107J/kg

=3×10⁶kg．
c_水=4.2×10³J/（Kg·℃）、t=100℃、t₀=10℃，由Q=cm（t-t₀）可得水的质量
m_水=

9×1013J

4.2×103J/(kg·℃)×(100℃-10℃)

=2.4×10⁸kg．
故答案为：（1）裂变；（2）3×10⁶kg；2.4×10⁸kg．