Яка максимальна температура, на яку можна нагріти 1000 тонн води, використовуючи енергію, що виділяється під час поділу

Акула

31

Для того, чтобы решить эту задачу, нам нужно применить известную формулу, связывающую выделенную энергию от распада ядра с изменением теплоты вещества. Зная величину энергии, выделяющейся от распада 1 г урана-235, мы можем рассчитать максимальную температуру, на которую можно нагреть 1000 тонн воды.

Давайте начнем с определения энергии, выделяющейся от распада 1 г урана-235. Эта энергия составляет около 200 МэВ (миллионов электрон-вольтов) или 3,2 x 10^(-11) Дж (джоулей). Затем мы используем формулу \( Q = mc\Delta T \), где \( Q \) - изменение теплоты, \( m \) - масса вещества, \( c \) - удельная теплоемкость, \( \Delta T \) - изменение температуры.

Масса воды составляет 1000 тонн, что равно 1 000 000 кг. Удельная теплоемкость воды \( c \) равна примерно 4,18 Дж/(г*°C). Нам нужно найти максимальную температуру, поэтому изменение теплоты будет равно энергии, выделяющейся от распада урана-235.

Подставляя известные значения в формулу, получим:

\[ 3.2 x 10^{-11} \, Дж = (1 000 000 \, кг) \cdot (4.18 \, Дж/(г °C)) \cdot (\Delta T) \]

Делим обе части уравнения на значение в скобках и находим:

\[ \Delta T = \frac{3.2 x 10^{-11} \, Дж}{(1 000 000 \, кг) \cdot (4.18 \, Дж/(г °C))} \]

Вычисляя это выражение, получаем около 7,66 x 10^(-19) °C. Таким образом, максимальная температура, на которую можно нагреть 1000 тонн воды, используя энергию, выделяющуюся от распада 1 г урана-235, составляет приблизительно 7,66 x 10^(-19) °C.