社會(huì)發(fā)展到今天,能源危機(jī)開(kāi)始困擾人類。人們正在尋找各種可能的未來(lái)能源,以維持人類社會(huì)的持續(xù)發(fā)展。2006年5月24日,歐盟、美國(guó)、中國(guó)、日本、韓國(guó)、俄羅斯和印度在布魯塞爾歐盟總部草簽了一系列關(guān)于國(guó)際熱核聚變實(shí)驗(yàn)反應(yīng)堆(ITER)的協(xié)議。這是人類開(kāi)發(fā)新能源的一個(gè)重大嘗試,也是中國(guó)以完全平等的地位參加的最大的國(guó)際科技合作項(xiàng)目。
熱核聚變是在上億攝氏度的高溫條件下,利用氫的同位素氘、氚在可控情況下發(fā)生的核聚變。聚變反應(yīng)中釋放出來(lái)的核能提供大量的熱量,就象造出一個(gè)“人造太陽(yáng)”。反應(yīng)后的生成物是無(wú)放射性污染的氦。
預(yù)期于2010年建成的實(shí)驗(yàn)反應(yīng)堆,可以在16min產(chǎn)生1.44×1012J的熱量。據(jù)媒體報(bào)道:1L海水提取的氫的同位素,在完全聚變反應(yīng)中釋放的能量,相當(dāng)于300L汽油完全燃燒所釋放的熱量。請(qǐng)根據(jù)所提供的數(shù)據(jù)進(jìn)行估算,并回答以下問(wèn)題:
(1)若汽油的密度約為0.7×103kg/m3,300L汽油的質(zhì)量是多少?(1L=1×10-3m3)
(2)若汽油的熱值約為5×107J/kg,300L汽油完全燃燒能釋放多少熱量?
(3)需要從多少升海水中提取氫的同位素,在發(fā)生聚變時(shí)才可以產(chǎn)生1.44×1012J的熱量?若這些熱量轉(zhuǎn)化為電能的效率為50%,則它可以供給一臺(tái)功率是2kW的空調(diào)正常工作多少小時(shí)?
(4)你知道嗎?在安徽省合肥市科學(xué)島上也有一臺(tái)“人造太陽(yáng)”。這個(gè)名為托卡馬克的裝置今年7月就要進(jìn)行點(diǎn)火實(shí)驗(yàn)了。閱讀了上述材料和數(shù)據(jù)后,你一定會(huì)有很多感受,談?wù)勀銓?duì)“人造太陽(yáng)”的認(rèn)識(shí)。
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