Среднесуточное потребление мощности в некотором доме составляет 300 Вт. Какая масса урана - 235 должна поделиться, чтобы удовлетворить годовую потребность такого дома в энергии? Предполагается, что при каждом делении ядра высвобождается энергия 200 МэВ
Определим сколько всего энергии W будет использовано в доме за год. Это будет равно произведению мощности P потребителей на время потребления t.
W=Pt (1)
Количество ядер n, которые должны поделиться, чтобы выделилась такая мощность:
n=\frac{W}{E_0}=\frac{Pt}{E_0} (2)
где Еo - энергия, которую дает одно поделившееся ядро (см. условие задачи)
Согласно закону Авогадро в одном моле вещества содержится количество молекул:
N_0=6,022*10^{23}
Один моль урана 235 - это количество урана, масса которого численно равна атомной массе урана 235 по таблице Менделеева, а это (гуглим):
m_0=235*10^{-3} кг
Таким образом, искомая необходимая масса урана может быть выражена формулой:
m=\frac{nm_0}{N_0}=\frac{Ptm_0}{E_0N_0}
Да, надо бы не забыть перевести заданные в условии МэВ в Джоули, то есть
200 мегаэлектронвольт = 3,20435466 x 10-11 Джоуль
В году 31 556 926 секунд
m\approx 0,115*10^{-3} кг
Это всего лишь 115 граммов урана хватит, чтобы обеспечить дом на целый год энергией.
Комментарии
Отправить комментарий
Здесь вы можете оставить ваш комментарий.