Question

Яку масу води(в тонах) можливо нагріти від 20С до 100С, якщо на її нагрівання піде вся енергія що виділилась при повному розпаді 9.4г урану? При розпаді 1 атома урана виділяється 3,2*10-11Дж

Answer 1

Ответ:

Спочатку потрібно визначити, скільки енергії виділяється при повному розпаді 9.4 г урану:

9.4 г = 0.0094 кг

Кількість атомів урану:

n = m/M, де m - маса урану, M - молярна маса урану

M = 238 г/моль

n = 0.0094 кг / 238 г/моль = 0.00003949 моль

Кількість енергії, що виділяється:

E = n * N * Δ, де N - число Авогадро, Δ - енергія, що виділяється при розпаді одного атома урану

N = 6.02210^23 моль^-1

Δ = 3.210^-11 Дж

E = 0.00003949 моль * 6.02210^23 моль^-1 * 3.210^-11 Дж = 7.5968*10^10 Дж

Тепер можна визначити, скільки води можна нагріти:

Q = mcΔT, де m - маса води, c - її теплоємність, ΔT - зміна температури

c = 4.184 Дж/(г * С) - теплоємність води

ΔT = 100 С - 20 С = 80 С

Q = 7.596810^10 Дж

m = Q / (c * ΔT) = 7.596810^10 Дж / (4.184 Дж/(г * С) * 80 С) = 4.5464*10^8 г = 454.64 тонн (до 2 знаків після коми)

Answer 2

Для розрахунку кількості енергії, яка необхідна для нагрівання води можна використати формулу:

Q = mcΔT,

де Q - кількість теплоти, необхідна для нагрівання води, m - маса води, c - специфічна теплоємність води, ΔT - різниця температур.

Маса води (m), яку можливо нагріти від 20 °С до 100 °С, можна визначити, використовуючи вищезазначену формулу.

Для виконання розрахунків треба знати специфічну теплоємність води (c). Зазвичай це значення становить 4,186 Дж/(г*°C).

Теплота, яка виділяється при повному розпаді 9,4 г урану, може бути визначена за формулою:

Q = N * ΔE,

де Q - кількість теплоти, виділена при розпаді урану, N - кількість атомів урану, ΔE - енергія, виділена при розпаді 1 атома урану.

Кількість атомів урану може бути визначена за формулою:

N = m/M,

де N - кількість атомів урану, m - маса урану, M - молярна маса урану.

Молярна маса урану (M) становить приблизно 238 г/моль.

Отже, для розрахунку маси води, яку можна нагріти від 20 °С до 100 °С, необхідно знайти специфічну теплоємність води, визначити кількість атомів урану та використати формулу:

m = (Q * M) / (N * c * ΔT).