Каков КПД атомной электростанции, имеющей мощность 1400 МВт, если за 16 минут в ее реакторе расходуется 47 г урана-235?

Igorevich

70

Чтобы определить КПД (Коэффициент полезного действия) атомной электростанции, нам необходимо знать, какая часть энергии расходуемого урана превращается в полезную электрическую энергию.

Для начала, нам нужно определить энергию, которая выделяется атомной электростанцией от расходуемого урана-235. Для этого мы можем использовать знакомую формулу Эйнштейна E = mc^2, где "E" обозначает энергию, "m" обозначает массу, а "c" обозначает скорость света.

Масса урана-235, которая расходуется на электростанции, составляет 47 г. Для преобразования массы в килограммы, мы делим ее на 1000 (так как 1 г = 0.001 кг). Получаем 0.047 кг.

Скорость света (c) составляет приблизительно 299,792,458 м/с (метров в секунду).

Теперь мы можем вычислить энергию, выделяемую разлагаемым ураном-235 на атомной электростанции. Подставим наши значения в формулу:

E = (0.047 кг) * (299,792,458 м/с)^2

Рассчитаем:
E = (0.047) * (299,792,458^2) Джоулей

Теперь у нас есть энергия, выделяемая электростанцией из 47 г урана-235. Но нам также нужно знать полезную выходную энергию, которую получает электростанция.

У нас есть данная мощность электростанции, которая равна 1400 МВт (мегаватт). 1 МВт = 1,000,000 Вт.

Чтобы получить полезную выходную энергию, умножим мощность на время работы электростанции. Дано, что электростанция работает в течение 16 минут.

Мы должны привести время работы в секунды, поскольку мощность измеряется в Вт (ваттах), где 1 Вт = 1 Дж/секунда. Таким образом, 16 минут умножим на 60 секунд для получения времени работы в секундах.

Время работы в секундах: 16 мин * 60 сек/мин = 960 сек.

Теперь мы можем вычислить полезную выходную энергию, помножив мощность на время работы:

Полезная выходная энергия = (1400 МВт) * (960 сек)

Рассчитаем:
Полезная выходная энергия = (1400 * 10^6) Вт * 960 сек Джоулей

Теперь, чтобы найти КПД электростанции, мы разделим полезную выходную энергию на энергию, выделяемую ураном-235, и умножим на 100 %, чтобы получить процентное значение.

КПД = (Полезная выходная энергия / Энергия от урана-235) * 100 %

Подставим значения:
КПД = [(1400 * 10^6) Вт * 960 сек) / (0.047 кг * (299,792,458^2) Джоулей] * 100 %

Теперь проведем вычисления:
КПД = 289380 * 10^6 / (0.047 * (299,792,458^2)) * 100 %

Используя калькулятор, получаем приблизительное значение КПД атомной электростанции равное 0.78955 %

Следовательно, КПД этой атомной электростанции равен приблизительно 0.78955 %.