Скільки води, температура
якої 10°С, можна випарити
за рахунок енергії, що
виділяється під час поділу
10 г Урану-235?
Вважайте, що внаслідок
кожного поділу ядра
виділяється енергія 200
MeB. Втрати енергії не
враховуйте.
Питома теплоємність води
4200 Дж/кг.°С; питома
теплота пароутворення води
2,3.10^6 Дж/кг
Ответы
Відповідь:
Для розрахунку кількості випарованої води за рахунок енергії, що виділяється під час поділу 10 г Урану-235, спочатку визначимо кількість енергії, яка виділяється під час поділу 10 г Урану-235.
1 моль Урану-235 має молекулярну масу 235 г, що відповідає 6,022 * 10^23 ядрам.
Тому для 10 г Урану-235 маємо:
Кількість молей = (маса Урану-235) / (молекулярна маса Урану-235)
= 10 г / 235 г/моль
= 0,0426 моль
Енергія, що виділяється під час поділу 1 моля Урану-235 = 200 MeV
Тому енергія, що виділяється під час поділу 10 г Урану-235:
Енергія = (Енергія на одне ядро) * (Кількість молей)
= (200 MeV/ядро) * (0,0426 моль)
= 8,52 MeV
Тепер переведемо цю енергію в джоулі:
1 MeV = 1,6 * 10^-13 Дж
Отже, енергія, що виділяється під час поділу 10 г Урану-235:
Енергія = (8,52 MeV) * (1,6 * 10^-13 Дж/MeV)
= 1,3632 * 10^-12 Дж
Тепер розрахуємо кількість випарованої води за допомогою відповідного відношення між виділеною енергією та теплом, яке потрібно для випаровування води:
Кількість випарованої води = (Енергія) / (Питома теплота пароутворення води)
= (1,3632 * 10^-12 Дж) / (2,3 * 10^6 Дж/кг)
≈ 5,92 * 10^-19 кг
Тепер, знаючи масу випарованої води, ми можемо обчислити її об'єм. Оскільки щільність води дорівнює при
Пояснення: