Сколько тонн воды можно нагреть (но не кипятить!) от 0 до 100 градусов Цельсия, если уран-235 весит 0,8 г и выделяет

Летучий_Волк

45

Чтобы решить эту задачу, нам необходимо использовать формулу для расчета количества переданной теплоты:

\[Q = mc\Delta T\]

Где:
Q - количество переданной теплоты (в джоулях),
m - масса вещества (в килограммах),
c - удельная теплоемкость вещества (в Дж/(кг*К)),
\(\Delta T\) - изменение температуры (в градусах Цельсия).

Для решения задачи мы должны найти массу воды, которую можно нагреть от 0 до 100 градусов Цельсия. Используем известные данные и пошаговое решение:

1. Рассчитаем количество теплоты, которое выделяется при распаде урана-235:

\[Q_1 = 0,8 \, \text{г} \times 3,2 \times 10^{-11} \, \text{Дж}\]

2. Рассчитаем количество молей урана-235. Для этого разделим массу урана-235 на его молярную массу:

\[n = \frac{0,8 \, \text{г}}{235 \, \text{г/моль}}\]

3. Рассчитаем количество атомов урана-235. Используем число Авогадро для перевода молей в количество атомов:

\[N = n \times 6,02 \times 10^{23}\]

4. Рассчитаем количество переданной теплоты для нагрева воды от 0 до 100 градусов Цельсия. Для этого умножим количество атомов урана-235 на энергию, выделяемую одним атомом урана-235:

\[Q_2 = N \times 3,2 \times 10^{-11} \, \text{Дж}\]

5. Рассчитаем массу воды. Для этого используем формулу:

\[m = \frac{Q_2}{c \times \Delta T}\]

Где:
c - удельная теплоемкость воды равна 4200 Дж/(кг*К),
\(\Delta T\) - изменение температуры равно 100 градусам Цельсия (потому что мы нагреваем воду от 0 до 100 градусов Цельсия).

Подставим известные значения:

\[m = \frac{Q_2}{4200 \, \text{Дж/(кг*К)} \times 100 \, \text{K}}\]

6. Рассчитаем значение массы:

\[m = \frac{N \times 3,2 \times 10^{-11} \, \text{Дж}}{4200 \, \text{Дж/(кг*К)} \times 100 \, \text{K}}\]

Теперь, когда у нас есть все значения, давайте проведем вычисления.