СРОЧНООООО
Яка корисна потужність АЕС, що за добу витрачає 200 г ізотопу U-235 і має ККД 25 %?
При поділі одного ядра Урану вивільняється енергія 200 Мев.
Представити повне розв'язання задачі за правилами оформлення задач із фізики.
Ответы
Для вирішення цієї задачі ми будемо використовувати наступні кроки:
Знайдемо кількість ядер урану-235 (U-235), які розпалюються протягом доби.
Розрахуємо енергію, яку вивільняє одне ядро Урану при поділі.
Знайдемо повну енергію, яку вивільняється протягом доби.
Обчислимо корисну потужність АЕС, враховуючи її ККД.
Крок 1: Знайдемо кількість ядер Урану-235, які розпалюються за добу.
Маса Урану-235, витрачена за добу = 200 г.
Маса одного молекулярного ваги (молекулярна маса) Урану-235 приблизно 235 г/моль. Отже, кількість молекул Урану-235 можна знайти, розділивши масу на молекулярну масу:
Кількість молекул Урану-235 = (200 г) / (235 г/моль) ≈ 0.85 моль.
Оскільки один моль містить приблизно 6.022 x 10^23 атомів, то кількість атомів Урану-235 дорівнює:
Кількість атомів Урану-235 ≈ (0.85 моль) * (6.022 x 10^23 атомів/моль) ≈ 5.12 x 10^23 атомів.
Крок 2: Розрахуємо енергію, яку вивільняє одне ядро Урану-235 при поділі.
Енергія вивільнюється при поділі одного ядра Урану-235 дорівнює 200 Мев (мегаелектронвольт).
Крок 3: Знайдемо повну енергію, яку вивільняється протягом доби, розділивши кількість атомів Урану-235 на кількість атомів у відповідному числі маси.
Повна енергія = (5.12 x 10^23 атомів) * (200 Мев/атом) * (1.602 x 10^-13 Дж/Мев) ≈ 1.64 x 10^13 Дж.
Крок 4: Обчислимо корисну потужність АЕС, враховуючи її ККД.
ККД (коефіцієнт корисного використання) АЕС = 25% = 0.25.
Корисна потужність АЕС = Повна енергія / Час за добу.
Час за добу = 24 години * 3600 секунд/година = 86,400 секунд.
Корисна потужність АЕС = (1.64 x 10^13 Дж) / (86,400 с) ≈ 1.90 x 10^8 Вт (ватт).
Отже, корисна потужність АЕС становить приблизно 190 мегаватт (МВт).