Question

Під час поділу одного ядра урану в ядерному реакторі виділяється енергія 320°10^-13. Повному розпаду підлягає 1,19 г Урану-235. Скільки води можна нагріти від нуля градусів до кипіння за рахунок виділеної енергії? Питома теплоємність води 4200​

Answer 1

Відповідь:

Пояснення:

E=Q

E = NE₀ = m₁NaE₀/μ

Q = cm₂Δt

m₁NaE₀/μ = cm₂Δt

m₂ = m₁NaE₀/cμΔt

m₂ = 1.19*6.02*10²³*320*10⁻¹³/(4.2*10³*235*100)  = 2.322*10⁵ кг = 232,2 т

Answer 2

Для розрахунку, спочатку необхідно знайти кількість молекул Урану-235, що підлягають розпаду. Для цього обчислимо кількість молекул даного ізотопу.

1. Розрахунок кількості молекул Урану-235: Маса 1 мола Урану-235 (молярна маса) = 235 г Маса 1,19 г Урану-235 = 1,19 г

Кількість молекул = Маса / Молярна маса Кількість молекул Урану-235 = 1,19 г / 235 г/моль ≈ 0.00506 моль

2. Обчислення енергії, яку виділяє 1 моль Урану-235 під час поділу: Енергія = 320 × 10^-13 Дж/ядерний розпад

3. Знаходження загальної енергії, виділеної від розпаду 1,19 г Урану-235: Загальна енергія = Кількість молекул × Енергія на одну молекулу Загальна енергія = 0.00506 моль × 320 × 10^-13 Дж/ядерний розпад

4. Обчислення кількості теплоти, необхідної для нагрівання води: Q = маса води × Питома теплоємність × ΔT

Маса води = ? Питома теплоємність води = 4200 Дж/(кг*°C) ΔT (різниця температур) = Температура кипіння - Температура початкова

5. Знаходимо масу води, що може бути нагріта: Маса води = Загальна енергія / (Питома теплоємність × ΔT) Маса води = (0.00506 моль × 320 × 10^-13 Дж/ядерний розпад) / (4200 Дж/(кг*°C) × (100 °C - 0 °C))

Після підрахунку отримаємо масу води, яку можна нагріти від нуля до кипіння за рахунок виділеної енергії.