СРОЧНО!!!!! И ВНИМАТЕЛЬНО УСЛОВИЕ!!!!
Скільки води можна підігріти від 0 °С до кипіння за рахунок виділеної енергії при
повному розпаду 1,38 г Урану-235? Вважайте, що внаслідок поділу кожного ядра Урану
виділяється енергія 3,2∙10-11 Дж, а маса атома Урану-235 дорівнює 3,9∙10-25 кг.
Ответы
Ответ:
Для вирішення цієї задачі необхідно визначити, скільки енергії віддасть при розпаді 1,38 г Урану-235, а потім знайти масу води, яку можна ним підігріти.
Спочатку визначимо, скільки ядер Урану-235 міститься в 1,38 г:
n = m/M, де m - маса, M - молярна маса, тобто M(Урану-235) = 235 г/моль.
Тоді n = 1,38 г / 235 г/моль = 0,00587 моль.
Кількість ядер, які розпадуться, буде дорівнювати кількості моль помноженій на число Авогадро:
N = n ∙ N_A, де N_A - число Авогадро, тобто N_A = 6,02∙10^23 молекул/моль.
Тоді N = 0,00587 моль ∙ 6,02∙10^23 молекул/моль = 3,53∙10^20 молекул.
Енергія, що виділиться при розпаді 1 молекули Урану-235, дорівнює 3,2∙10^-11 Дж. Тому, енергія, яка віддасться при розпаді всіх N ядер Урану-235, дорівнює:
E = N ∙ ΔE, де ΔE - енергія, яку виділяє одна молекула при розпаді.
E = 3,53∙10^20 молекул ∙ 3,2∙10^-11 Дж/молекулі = 1,13∙10^10 Дж.
Тепер потрібно визначити масу води, яку можна підігріти від 0 °С до кипіння за рахунок цієї енергії.
Енергія, необхідна для підігріву 1 г води на 1 °С, дорівнює 4,18 Дж. Тому енергія, необхідна для підігріву 1 г води з 0 °С до кипіння, дорівнює:
Q = m ∙ c ∙ ΔT, де m - маса, c - теплоємність, ΔT - зміна температури.
ΔT = 100 °C, c = 4,18 Дж/(г∙°С