Яка кількість кам яного вугілля потрібна для заміни 8 г Урану, якщо випромінюється енергія 3,2х10-11 Дж

Chudesnaya_Zvezda

49

Для решения данной задачи требуется выполнить несколько шагов.

Шаг 1: Найти энергию, которую выделяет одно ядро Урану-239 при радиоактивном распаде.
Дано, что при радиоактивном распаде одного ядра Урану-239 выделяется энергия равная 3,2х10-11 Дж.

Шаг 2: Определить, сколько энергии выделяется от 8 г Урану.
Мы знаем, что в 1 г Урану содержится приблизительно 26х100 атомов. Значит, в 8 г Урану будет содержаться 8*26х100 атомов. Из задачи известно, что каждый атом Урану-239 выделяет 3,2х10-11 Дж энергии. Таким образом, общая энергия, выделяемая от 8 г Урану, равна: общее количество атомов * энергию, выделяемую одним атомом.

Шаг 3: Рассчитать количество каменного угля, необходимого для замены 8 г Урану.
Питомая теплота сгорания каменного угля составляет 30 МДж/кг. Значит, каждый килограмм каменного угля выделяет 30 МДж энергии при сгорании.

Теперь давайте выполним вычисления:

Шаг 1:
Энергия, выделяемая одним ядром Урану-239: 3,2х10-11 Дж

Шаг 2:
Общее количество атомов Урану-239 в 8 г Урану: (8 г * 26х100 атомов/г) = 208х100 атомов
Энергия, выделяемая от 8 г Урану: (3,2х10-11 Дж/атом) * (208х100 атомов) = 6,656х10-9 Дж

Шаг 3:
Количество каменного угля, необходимое для замены 8 г Урану:
Количество энергии, выделяемой от 8 г Урану / питомую теплоту сгорания каменного угля = (6,656х10-9 Дж) / (30 МДж/кг)

Теперь, давайте выполним расчет:

\[
\text{Количество каменного угля} = \frac{6,656 \times 10^{-9}\, \text{Дж}}{30 \times 10^{6}\, \text{Дж/кг}}
\]

\[
\text{Количество каменного угля} = \frac{6,656}{30} \times 10^{-9-6}\, \text{кг}
\]

\[
\text{Количество каменного угля} = 0,22187 \times 10^{-9}\, \text{кг}
\]

\[
\text{Количество каменного угля} = 2,2187 \times 10^{-10}\, \text{кг}
\]

Таким образом, для замены 8 г Урану необходимо примерно 2,2187 x 10^-10 кг каменного угля.