Яка кількість енергії вивільняється на атомній електростанції, якщо щосекунди спалюється 18 мг урану-235

Murchik

50

Для решения этой задачи нам необходимо вычислить количество энергии, которое выделяется при сгорании 18 мг урана-235 на атомной электростанции.

Сначала найдем количество сгоревшего урана-235 в граммах. Учитывая, что масса урана-235 составляет 3,9×10 масовых единиц, а масса одной масовой единицы составляет 1 г/моль, мы можем использовать молярную массу для преобразования массы урана-235 в граммы:

\[
18~\text{мг} = 18 \times 10^{-3}~\text{г}
\]

Теперь мы можем найти количество моль урана-235:

\[
n = \frac{{m}}{{M}}
\]

где \(m\) - масса урана-235, \(M\) - молярная масса урана-235. Подставив значения, получаем:

\[
n = \frac{{18 \times 10^{-3}~\text{г}}}{{3.9 \times 10^{10}~\text{г/моль}}} = 4.62 \times 10^{-13}~\text{моль}
\]

Теперь мы можем вычислить общее количество энергии, которое выделяется при сгорании этого количества моль урана-235:

\[
\text{Энергия} = n \times \text{E}
\]

где \(E\) - энергия, выделяющаяся при поделии каждого ядра урана-235. Подставим значения и произведем вычисления:

\[
\text{Энергия} = 4.62 \times 10^{-13}~\text{моль} \times 3.2 \times 10^{-11}~\text{Дж/моль} = 1.4784 \times 10^{-23}~\text{Дж}
\]

Наконец, чтобы найти количество энергии, которое выделяется за секунду, мы должны умножить это значение на количество секунд в часе (3600):

\[
\text{Энергия за секунду} = 1.4784 \times 10^{-23}~\text{Дж} \times 3600 = 5.32144 \times 10^{-20}~\text{Дж/с}
\]

Таким образом, на атомной электростанции выделяется примерно \(5.32144 \times 10^{-20}\) Дж энергии каждую секунду.