Question

Очень срочно, завтра экзамен, будет похожая задача!!! Сравните массы каменного угля и урана, которые используют на тепловой и атомной электростанциях одинаковой мощности. При распаде одного атомк урана выделяется энергия, которая равна 200МэВ. Удельная теплота сгорания каменного угля составляет 2,7МДж/кг. Масса атома урана составляет 3,9×10^-25​

Answer 1

Ответ:

для 1 ГВт мощности нужно сжигать 370,37 кг угля в секунду или распад чуть больше 12 миллиграмм урана  в секунду

Объяснение:

Удельная теплота сгорания каменного угля составляет 2,7МДж/кг  - значит для получения к примеру 1ГВт мощности нужно сжигать в секунду

1000МДж/1с (это 1 ГВт)/2,7МДж/кг=370,37 кг угля

для урана 200 МэВ = 3,2e-11дж -это энергия распада одного атома

что бы получить тот же 1 ГВт, нужно, что бы в секунду распадалось

1000МДж/1с/ 3,2e-11Дж=10e+8/3.2e-11=3.125е+19 атомов

эти 3.125е+19 атомов урана весят

3.125е+19*3,9×е-25кг​=12.18е-6кг, то есть чуть больше 12 миллиграмм

Answer 2

Для сравнения массы каменного угля и урана, которые используют на тепловой и атомной электростанциях одинаковой мощности, мы можем использовать следующие шаги:

Шаг 1: Определение энергетической мощности электростанции. У нас нет конкретных значений мощности электростанции, поэтому для примера предположим, что у нас есть электростанция мощностью 1 ГВт (гигаватт), что равно 1 миллиарду ватт.

Шаг 2: Расчет энергии, выделяющейся при распаде одного атома урана. По условию задачи, энергия, выделяющаяся при распаде одного атома урана, составляет 200 МэВ (миллионов электрон-вольт). Чтобы перевести это значение в джоули (единицы измерения энергии), мы можем использовать соотношение 1 МэВ = 1,6 × 10^-13 Дж. Таким образом, энергия, выделяющаяся при распаде одного атома урана, составляет:

200 МэВ × 1,6 × 10^-13 Дж/МэВ = 3,2 × 10^-11 Дж.

Шаг 3: Расчет массы урана. Мы знаем, что при распаде одного атома урана выделяется 3,2 × 10^-11 Дж энергии. Для того чтобы расчет был корректным, нам нужно знать удельную энергию, которая выделяется при сгорании каменного угля. В условии задачи дана удельная теплота сгорания каменного угля, которая составляет 2,7 МДж/кг (мегаджоулей на килограмм).

Мы можем использовать формулу:

Масса = Энергия / Удельная энергия,

чтобы рассчитать массу урана:

Масса урана = 3,2 × 10^-11 Дж / (2,7 × 10^6 Дж/кг) = 1,19 × 10^-17 кг.

Шаг 4: Расчет массы каменного угля. Для тепловой электростанции мы используем каменный уголь, для которого дана удельная теплота сгорания, равная 2,7 МДж/кг. Для расчета массы каменного угля, мы можем использовать ту же формулу:

Масса каменного угля = 3,2 × 10^-11 Дж / (2,7 × 10^6 Дж/кг) = 1,19 × 10^-17 кг.

Таким образом, массы каменного угля и урана, используемые на электростанциях одинаковой мощности, равны 1,19 × 10^-17 кг.