Question

從2006年開始，我國就參與了國際科研合作項(xiàng)目《國際熱核聚變實(shí)驗(yàn)堆聯(lián)合實(shí)施協(xié)定》，研究可控核聚變技術(shù)．該技術(shù)可用氫的同位素氘和氚聚合發(fā)生核聚變釋放能量，并不會(huì)產(chǎn)生放射性污染，如圖所示．
而氘可以從海水中提取，從1L的海水中提取的氘參與核聚變反應(yīng)放出的能量相當(dāng)于300L優(yōu)質(zhì)汽油完全燃燒放出的熱量．若這些核能用來發(fā)電的效率可以達(dá)到50%，所產(chǎn)生的電能可供如圖所示的電力機(jī)車牽引功率為4800kW的“和諧號(hào)”電力動(dòng)車組以252km/h的運(yùn)營速度勻速行駛多少km？（計(jì)算結(jié)果保留一位小數(shù)）（汽油密度：0.71×10³kg/m³；汽油熱值：4.6×10⁷J/kg）

Answer 1

分析：先根據(jù)公式Q=mq算出300L汽油完全燃燒放出的熱量，然后根據(jù)題意算出轉(zhuǎn)化的電能，再根據(jù)公式t=

W

P

算出這些電能能讓動(dòng)車組行駛的時(shí)間，最后根據(jù)公式s=vt算出動(dòng)車組行駛的路程．

解答：解：由ρ=

m

V

可得汽油質(zhì)量：m_汽油=ρ_汽油V_汽油=0.71×10³kg/m³×300×10^-3m³=213kg，
汽油完全燃燒放出熱量：Q=qm_汽油=4.6×10⁷J/kg×213kg=9.798×10⁹J，
產(chǎn)生的電能：W=50%Q=50%×9.798×10⁹J=4.899×10⁹J，
由P=

W

t

可得產(chǎn)生的電能可供動(dòng)車組行駛時(shí)間：t=

W

P

=

4.899×109J

4.8×106W

≈1020.6s，
動(dòng)車組行駛速度：v=252km/h=70m/s，
由v=

s

t

可得動(dòng)車組行駛路程：s=vt=70m/s×1020.6s=71442m≈71.4km．
答：動(dòng)車組可以勻速行駛71.4km．

點(diǎn)評(píng)：解答本題需要用到多個(gè)公式，有密度公式、熱量公式、電功率公式、速度公式，本題很好的將這些公式串聯(lián)起來，顯示了這些公式之間的聯(lián)系性．本題考查了學(xué)生利用公式處理數(shù)據(jù)的能力，也考查了學(xué)生分析問題的能力．