Скільки води можна нагріти від 15 °C до кипіння за рахунок виділення енергії від повного розпаду 3,23 г Урану? Під час поділу одного ядра Урану в атомному реакторі виділяється енергія 32-10-12 Дж. Маса електрона - 9,1-10-31кг, маса протона 1,67-10-27KT, маса нейтрона 1,67-10-27KT.
Ответы
Відповідь:
Для вирішення цієї задачі треба використати формулу Е = mcΔT, де Е - енергія, яка виділяється, m - маса речовини, яка нагрівається, c - специфічна теплоємність води, ΔT - зміна температури.
Спочатку треба визначити, скільки молекул води потрібно нагріти. Для цього треба обчислити масу урану, який розпався, і перевести його в молекули води, використовуючи молярну масу води.
Молярна маса Урану = 238 г/моль
Маса урану, який розпався = 3,23 г
Кількість молей урану = маса / молярна маса = 3,23 / 238 = 0,0136 моль
Кількість молекул води, які можна нагріти = кількість молей води = кількість молей урану = 0,0136 моль
Далі треба обчислити енергію, яка виділяється при повному розпаді 3,23 г Урану:
Е = 3,23 г * (1 моль / 238 г) * (6,02 * 10^23) * (3 * 10^7) Дж/с * 32 * 10^-12 Дж/розпад = 4,24 * 10^11 Дж
Тепер можна обчислити кількість енергії, необхідної для нагрівання води:
E = mcΔT
m = E / (cΔT)
c - специфічна теплоємність води = 4,18 Дж/гС
ΔT = 100 С - 15 С = 85 С
m = 4,24 * 10^11 Дж / (4,18 Дж/гС * 85 С) = 1,07 * 10^9 г
Отже, для нагрівання води з 15 °C до кипіння можна використати 1,07 * 10^9 г води.
Пояснення: