Объяснение:
Дано:
P = 320 МВт = 320·10⁶ Вт
t = 1 год ≈ 32·10⁶ c
η = 36% или η = 0,36
M = 235·10⁻³ кг/моль - молярная масса урана-235:
Nₐ = 6,02·10²³ моль⁻¹ - число Авогадро
m - ?
1)
Известно, что при распаде одного ядра U-235 выделяется
Q₀ = 200 эВ энергии, или
Q₀ = 200·1,6·10⁻¹⁹ = 3,2·10⁻¹⁷ Дж.
Возьмем массу урана m₁ = 1 кг
Тогда число ядер:
N = m₁·Nₐ / M = 1·6,02·10²³ / (235·10⁻³) ≈ 2,56·10²⁴
Выделившаяся энергия:
Q₁ = N·Q₀ ≈ 2,56·10²⁴·3,2·10⁻¹⁷ ≈ 82·10⁶ Дж
2)
Выработанная энергия на АЭС за год с учетом КПД:
Q = P·t / η = 320·10⁶·32·10⁶ / 0,36 ≈ 2,84·10¹⁶ Дж
И тогда необходимая масса урана-235:
m = Q / Q₁ = 2,84·10¹⁶ / 82·10⁶ ≈ 350·10⁶ кг
Взял g = 10 Н/кг, потому что получаются красивые числа. Если тебе обязательно нужно брать за 9,8, то просто подставь это значение и умнож снова. Ход решения не меняется
Рассмотрим задачу, используя закон сохранения энергии.
1) Е полная до = Е полная после
Е полная до = Е кинетическая ( =0, потому что тело не имеет скорости) + Е потенциальная = Е потенциальная
Е полная после = Е кинетическая + Е потенциальная ( =0, потому что тело не находится на высоте) = Е кинетическая
=>
Е потенциальная = Е кинетическая
Е потенциальная = m×g×h
Е кинетическая = m×g×h
(Подставляем значения в форму в СИ)
Е кинетическая = 0,17 кг × 10 Н/кг × 1,8 м = 3,06
2) Е кинетическая = m×v²/2
(Выражаем скорость из уравнения)
v² = 2×E кин. / m
v² = 2 × 3,06 Дж / 0,17кг = 36
v = 6 м/с
ответ: Е кинетическая = 3,06 Дж, скорость перед ударом равна 6 м/с
