來源:中考網(wǎng)整合 2010-09-16 15:51:39
隨著我國航天科技水平的迅速發(fā)展,探測火星已成為我國航天科技發(fā)展的遠景目標,但要把人類送上火星,還有許多航天技術(shù)問題需要解決。如:如何提供在往返路程中航天員呼吸所需要的氧氣和消除呼吸過程產(chǎn)生的二氧化碳就是一個值得研究的問題。已知一個成年人平均每年要呼吸空氣6570000L左右,而目前的飛船飛往火星來回一趟需兩年的時間,如果在飛船發(fā)射時攜帶所需的氧氣,則質(zhì)量很大,將大大提高發(fā)射的成本和難度。
。1)若飛船上有三名航天員,請計算來回火星一趟,理論上需要氧氣__________kg。(氧氣的密度是1.43g/L,答案取整數(shù))
(2)有人提出在飛船上供氧的兩個方案:①通過太陽能電池產(chǎn)生的電流來電解水。
②通過下列化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生氧氣:2Na2O+2CO2=2Na2CO3+O2↑從減少飛船發(fā)射質(zhì)量和消除呼吸過程產(chǎn)生的二氧化碳的角度,請你評價這兩個方案最主要的優(yōu)缺點(各寫一點)。
。3)也有科學(xué)家提出研究使航天員人工冬眠的技術(shù)或加快飛船速度,縮短航行時間來減少氧氣的攜帶量。你是否有較好的方案,請舉一例_______。你提出該方案的簡要理由:
【分析】題目提示要從兩方面去考慮問題。從CO2的循環(huán)處理來看,方案②要優(yōu)于方案①,但通過計算可知,產(chǎn)生同質(zhì)量的O2,方案②消耗原料質(zhì)量大,發(fā)射成本高,從這點看,方案①要優(yōu)于方案②。我們最熟悉的CO2與O2之間的循環(huán)就是植物的光合作用了,它與人的呼吸作用過程恰好相反,且成本低,簡單易行。
【答案】(1)11838(按氧氣體積分數(shù)為21%計算)(2)方案①:優(yōu)點是產(chǎn)生同質(zhì)量的氧氣,飛船發(fā)射時質(zhì)量較;缺點是不能同時消除呼吸過程產(chǎn)生的二氧化碳。方案②:優(yōu)點是產(chǎn)生氧氣的同時能消除呼吸過程產(chǎn)生的二氧化碳;缺點是產(chǎn)生同質(zhì)量的氧氣時飛船發(fā)射質(zhì)量較大。(3)在飛船內(nèi)種植光合作用效率高的植物。二氧化碳和氧氣循環(huán)利用,既能減輕飛船發(fā)射的質(zhì)量又能同時消除呼吸過程產(chǎn)生的二氧化碳。
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