Question

Визначте ККД атомної електростанції, якщо щосекунди в її реакторах спалюється 18 мг Урану-235, вихідна електрична потужність генераторів електростанції дорівнює 480 МВт. Вважайте, що внаслідок поділу кожного ядра Уранувиділяється енергія 3,2·10 в -11 (то есть над 10 стоит -11 степень) степени Дж, а маса атома Урану-235 дорінює 3,9·10 в -25 (то есть над 10 стоит -25 степень) кг.​

Answer 1

Ответ:

Объяснение:

Дано:

t = 1 c

m = 18 мг = 18·10⁻⁶ кг

P = 480 МВт = 480·10⁶ Вт

Q₀ = 3,2·10⁻¹¹ Дж

m₀ = 3,9·10⁻²⁵ кг

__________________

η - ?

1)

Число атомов урана

n = m / m₀ = 18·10⁻⁶ / (3,9·10⁻²⁵) ≈ 4,6·10¹⁹

2)

Энергия, выделившаяся при распаде:

Q = Q₀·n = 3,2·10⁻¹¹·4,6·10¹⁹ ≈ 1,47·10⁹ Дж

3)

КПД = P·t / Q = 480·10⁶·1 /  1,47·10⁹ ≈ 0,33    или    30%

Answer 2

Для визначення ККД (коефіцієнта корисної дії) атомної електростанції, спочатку розрахуємо кількість енергії, яка виділяється під час поділу 18 мг (0,018 г) Урану-235.

1. Спочатку переведемо масу Урану-235 в кількість атомів, використовуючи масу одного атома Урану-235:

Маса одного атома Урану-235 = 3,9 × 10^(-25) кг

Кількість атомів Урану-235 в 0,018 г (або 18 мг) Урану-235:

Кількість атомів = (0,018 г) / (3,9 × 10^(-25) кг/атом) = 4,615 × 10^23 атомів

2. Тепер знайдемо загальну енергію, яка виділяється в результаті поділу всіх цих атомів:

Загальна енергія = Кількість атомів × Енергія на один атом = 4,615 × 10^23 атомів × 3,2 × 10^(-11) Дж/атом = 1,477 × 10^13 Дж

3. Тепер ми знаємо загальну енергію, яка виділяється під час поділу 18 мг Урану-235. З цієї енергії лише частина перетворюється в електричну потужність.

4. Вихідна електрична потужність генераторів електростанції дорівнює 480 МВт, що дорівнює 480 × 10^6 Вт.

5. Тепер ми можемо обчислити ККД:

ККД = (Електрична потужність / Загальна енергія) × 100%

ККД = (480 × 10^6 Вт / 1,477 × 10^13 Дж) × 100% ≈ 3,24 × 10^(-2)%

Отже, ККД атомної електростанції при таких умовах становить приблизно 3,24 × 10^(-2)%.