Question

Під час поділу одного ядра урану в атомному реакторі виділяється енергія 3*10-¹¹ Дж. Повному розпаду підлягає 2,38 г урану. Скільки води можна підігріти від 0° до кипіння за рахунок виділення енергії (с=4200дж/кг°С)

Answer 1

Ответ:

Объяснение:

Для визначення кількості води, яку можна підігріти за рахунок виділення енергії під час розпаду 2,38 г урану, спочатку необхідно визначити кількість енергії, яку виділяє 1 г урану:

Е = 3 * 10^-11 Дж / ядро

Маса 1 ядра урану (нукліда U-235) дорівнює близько 3,90 * 10^-25 кг. Тому маса 2,38 г урану дорівнює 6,10 * 10^22 ядр.

Енергія, що виділяється від розпаду 2,38 г урану:

E_total = (3 * 10^-11 Дж / ядро) * (6,10 * 10^22 ядр) = 1,83 * 10^12 Дж

Ця енергія може бути використана для підігріву води.

Для визначення кількості води, яку можна підігріти, використаємо формулу:

Q = m * c * ΔT

де Q - кількість енергії, потрібна для підігріву води,

m - маса води,

c - її теплоємність (4200 Дж/(кг °C)),

ΔT - зміна температури, яка дорівнює різниці між температурою кипіння води (100 °C) і початковою температурою (0 °C).

Розрахуємо кількість води, яку можна підігріти:

m = Q / (c * ΔT)

m = (1,83 * 10^12 Дж) / (4200 Дж/(кг °C) * (100 °C - 0 °C))

m ≈ 43690 кг

Отже, за рахунок енергії, що виділяється від розпаду 2,38 г урану, можна підігріти близько 43690 кг (або 43,7 тонн) води від 0 °C до кипіння.

Answer 2

Під час поділу одного ядра урану в атомному реакторі виділяється енергія 3 * 10^(-11) Дж. Для розрахунку кількості води, яку можна підігріти, використаємо формулу:

Q = mcΔT

де Q - виділена енергія, m - маса води, c - специфічна теплоємність води, ΔT - зміна температури.

За умовою, ми знаємо, що виділяється енергія 3 * 10^(-11) Дж. Також, нам дано, що повному розпаду підлягає 2,38 г урану.

Щоб знайти масу води, використаємо молярну масу урану (238 г/моль) та масу урану, яка підлягає розпаду:

маса урану (моль) = маса урану (г) / молярна маса урану (г/моль)

маса урану (моль) = 2,38 г / 238 г/моль

Тепер, знаючи масу урану (моль), ми можемо знайти масу води:

маса води = маса урану (моль) * 18 г/моль

Тепер, коли ми знаємо масу води, ми можемо розрахувати зміну температури:

ΔT = Q / (mc)

Замінюючи відомі значення, отримуємо:

ΔT = (3 * 10^(-11) Дж) / (маса води (кг) * 4200 Дж/кг°C)

Тепер, коли ми знаємо зміну температури, ми можемо розрахувати кінцеву температуру:

кінцева температура = початкова температура + ΔT

Замінюючи відомі значення, отримуємо:

кінцева температура = 0°C + ΔT

Отже, ми можемо розрахувати кількість води, яку можна підігріти від 0°C до кипіння за рахунок виділення енергії.

Розрахунок:

1. Розрахунок маси урану, який підлягає розпаду: - Маса урану (моль) = 2,38 г / 238 г/моль - Маса урану (моль) = 0,01 моль 2. Розрахунок маси води: - Маса води = 0,01 моль * 18 г/моль - Маса води = 0,18 г 3. Розрахунок зміни температури: - ΔT = (3 * 10^(-11) Дж) / (0,18 кг * 4200 Дж/кг°C) 4. Розрахунок кінцевої температури: - Кінцева температура = 0°C + ΔT

Отримані значення дадуть нам кінцеву температуру, до якої можна підігріти воду за рахунок виділення енергії.

Примітка: Переконайтеся, що використовуєте одиниці вимірювання, які відповідають один одному (наприклад, кілограми, грами, кілоджоулі, джоулі, кельвіни або градуси Цельсія).