Question

Визначте ККД атомної електростанції, якщо її потужність 192 МВт. Щодоби електростанція витрачає 864г Урану-235. Під час поділу одного ядра урану виділяється енергія 320*10^-13 Дж

Answer 1

Ответ:

Объяснение:

Определите КПД атомной электростанции, если ее мощность 192 МВт. Ежесуточно электростанция расходует 864 г Урана-235. Во время деления одного ядра урана выделяется энергия 320*10⁻¹³ Дж.

Дано:

P = 192 МВт = 192·10⁶ Вт

t = 1 сутки = 1·24·3600 с =  86 400 c

m = 864 г = 0,864 кг

M = 235·10⁻³ кг/моль

E₀ =  320·10⁻¹³ Дж

Nₐ = 6,02·10²³ моль⁻¹

____________________

КПД - ?

1)

Найдем количество вещества:

ν = m / M = 0,864 / (235·10⁻³) = 3,68 моль

Количество распавшихся атомов:

N = ν·Nₐ = 3,68·6,02·10²³ = 2,03·10²⁴

2)

Энергия, выделившаяся при распаде ядер:

E = N·E₀ =  2,03·10²⁴ · 320·10⁻¹³ ≈ 6,5·10¹³ Дж

Полезная энергия, вырабатываемая  электростанцией:

Eпол = P·t = 192·10⁶· 86 400 ≈ 1,7·10¹³  Дж

3)

КПД электростанции:

КПД = Епол·100% / E

КПД = 1,7·10¹³·100% / (6,5·10¹³)  ≈ 26%

Answer 2

ККД (коефіцієнт корисної дії) атомної електростанції визначається як відношення корисно витраченої енергії (у вигляді виробленої електроенергії) до енергії, яка витрачена на виробництво електроенергії та інші технічні потреби.

Формула для розрахунку ККД виглядає наступним чином:

\[ ККД = \frac{Ек}{Ез} \times 100\% \]

де: - \( Ек \) - ефективно витрачена енергія (у вигляді виробленої електроенергії), - \( Ез \) - загальна витрачена енергія (у вигляді енергії, яка витрачена на виробництво електроенергії та інші технічні потреби).

Давайте розрахуємо ККД атомної електростанції на основі наданих даних:

1. Знаємо потужність електростанції \( P = 192 \, МВт \). 2. Витрачена кількість урану-235 \( m = 864 \, г \). 3. Енергія, виділена під час поділу одного ядра урану \( E_{ядра} = 320 \times 10^{-13} \, Дж \).

Спочатку розрахуємо ефективно витрачену енергію:

\[ Ек = P \times t \times КПД \]

де: - \( t \) - час роботи електростанції.

Оскільки час роботи не наданий, можемо вважати, що \( t \) дорівнює 1 добі (24 години).

Припустимо, що КПД (коефіцієнт потужності) атомної електростанції дорівнює 0,9 (90%).

\[ Ек = 192 \, МВт \times 24 \, год \times 0,9 \]

\[ Ек = 192 \, МВт \times 24 \, год \times 0,9 \times 3600 \, с/год \times 10^6 \, Вт/МВт \]

\[ Ек = 192 \, МВт \times 24 \, год \times 0,9 \times 3600 \times 10^6 \, Вт \]

\[ Ек = 192 \times 24 \times 0,9 \times 3600 \times 10^6 \, Вт \]

\[ Ек = 149,299,200 \times 10^6 \, Вт \]

Тепер розрахуємо загальну витрачену енергію на поділ урану:

\[ Ез = m \times E_{ядра} \]

\[ Ез = 864 \, г \times 320 \times 10^{-13} \, Дж/г \]

\[ Ез = 864 \times 320 \times 10^{-13} \, Дж \]

\[ Ез = 276,480 \times 10^{-13} \, Дж \]

Тепер можемо підставити ці значення в формулу для ККД:

\[ ККД = \frac{149,299,200 \times 10^6 \, Вт}{276,480 \times 10^{-13} \, Дж} \times 100\% \]

\[ ККД = \frac{149,299,200 \times 10^6}{276,480} \times 10^9 \times 100\% \]

\[ ККД \approx 53987 \times 10^9 \% \]

\[ ККД \approx 53,987,000\% \]

Отже, ККД атомної електростанції при наданих умовах становить приблизно 53,987,000%.