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利用铀的可控链式反应建造核反应堆发电,存在潜在的泄漏风险,迫使人类寻找更安全可靠...

利用铀的可控链式反应建造核反应堆发电,存在潜在的泄漏风险,迫使人类寻找更安全可靠的能源.国际热核聚变实验反应堆(简称ITER)项目,这是人类开发新能源的一个重大尝试,也是中国以完全平等地位参加的最大的国际科技合作项目.相关资料如下:
1、人工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、氚的核聚变.反应后的生成物是无放射性污染的氦.由于反应堆温度高,释放出来的核能多,俗称“人造太阳”.实验反应堆预期于2018年建成,目标是在500s内产生2.5×1012J的热量.
2、1L海水提取的氘0.03g,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.消耗同等质量的核物质时,它产生的能量是核裂变的7倍.(汽油的密度为0.71×103kg/m3,汽油的热值为4.6×107J/kg)
3、地球上氘和氢原子数量储量比为1:15000,地球上仅海水中就有4.5×1013吨氘,且提炼氘比提炼铀容易得多.如果把自然界中的氘用于聚变反应,释放的能量足够人类使用100亿年.
请根据以上资料回答:
(1)用可控核聚变发电跟裂变相比有哪些突出优点?(写出两点)
(2)要产生2.5×1012J的热量,需要从多少升海水中提取氘进行聚变?
(3)若这些热量转化成的电能可供一台功率为100kW的大型机床工作4000h,求能量转化的效率是多少?
(1)可控核聚变发电的优点:原子核裂变产生放射性污染,相对于原子核聚变释放的能量少. (2)求需要从多少升海水中提取氘进行聚变时,先计算产生2.5×1012J的热量需要多少汽油,再计算需要从多少海水中提炼氘. (3)先计算能获得多少电能,再求效率η=×100%. 【解析】 (1)可控核聚变发电跟裂变相比些突出的优点有:1、可控核聚变反应的生成物,无放射性污染;2、反应物质的总量巨大,足够人类使用很长时间. (2)300L汽油的质量m=ρv=0.71×103kg/m3×300L=0.71×103kg/m3×0.3m3=213kg; 300L汽油完全燃烧所放出的热量:Q=mq=213kg×4.6×107J/kg=9.8×109J. 需要海水体积V=L=255 L. (3)获得的电能:W=Pt=100KW×4000h=4×105KWh=1.44×1012J; 能量转化效率:η=×100%=×100%=57.6%. 答:(1)突出的优点有:1、可控核聚变反应的生成物,无放射性污染;2、反应物质的总量巨大,足够人类使用很长时间. (2)需要海水体积为255 L. (3)能量转化效率为57.6%.
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考点分析:
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 每个轮胎与地面的接触面积500cm2 100km耗油量10L
 汽油的密度0.71×103kg/m3 汽油的价格5.0元/L
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压力F/N50100150200250300
压敏电阻值R/Ω500380310245200170150
(1)当油箱和油总重为500N时,压力传感器R上受到的压强为多大?
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在测定大气压的实验中,因缺少大量程的弹簧测力计,小明设计并进行了如下的实验(如图1所示).
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①将蘸水的塑料挂钩吸盘按压在光滑水平的玻璃板上,挤出塑料吸盘内的空气,测出吸盘的直径为d;
②将装有适量细砂的小桶轻轻地挂在吸盘的塑料挂钩上;
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请完成下列问题:
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(4)如果给你注射器(有刻度部分的容积为V)、弹簧测力计、细线、刻度尺、橡皮帽.作图2所示的实验估测大气压的值,请写出主要步骤.
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试题属性
  • 题型:解答题
  • 难度:中等

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