Сколько воды можно нагреть от температуры плавления до температуры кипения за счет энергии, которая выделяется при полном сгорании 10 г Урана-235? Считайте, что при делении каждого ядра выделяется 200 МэВ энергии.
Для расчета количества воды, которое можно нагреть от температуры плавления до температуры кипения за счет энергии, выделяемой при полном сгорании 10 г Урана-235, нужно выполнить следующие шаги:
Рассчитаем количество энергии, выделяемое при сгорании 10 г Урана-235. Масса 10 г Урана-235 = 10 г = 0.01 кг Количество урана-235 = масса урана-235 / молярная масса урана-235 = 0.01 кг / 235 г/моль ≈ 4.255х10^-5 моль Энергия, выделяемая при синтезе одного моля урана-235 = 200 МэВ = 20010^61.610^-13 Дж/моль ≈ 0.032 Дж/моль Общее количество энергии, выделяемое при сгорании 10 г Урана-235 = 0.032 Дж/моль 4.255х10^-5 моль ≈ 1.36*10^-6 Дж.
Рассчитаем количество теплоты, необходимое для нагрева воды от температуры плавления (0°C) до температуры кипения (100°C). Специфическая теплоемкость воды = 4.186 Дж/(г°C) Масса воды = 1 г (предположим, что это количество воды) Теплота, необходимая для нагрева воды от 0°C до 100°C = масса специфическая теплота (Тк - Тпл) = 1 г 4.186 Дж/(г°C) (100°C - 0°C) = 418.6 Дж.
Посчитаем, сколько граммов воды можно нагреть на энергию, выделяемую при сгорании 10 г Урана-235. Масса воды = энергия / (специфическая теплоемкость (Тк - Тпл)) = 1.3610^-6 Дж / (4.186 Дж/(г°C) 100°C) = 3.25х10^-6 г.
Таким образом, при полном сгорании 10 г Урана-235 можно нагреть примерно 3.25х10^-6 г воды от температуры плавления до температуры кипения.
Для расчета количества воды, которое можно нагреть от температуры плавления до температуры кипения за счет энергии, выделяемой при полном сгорании 10 г Урана-235, нужно выполнить следующие шаги:
Рассчитаем количество энергии, выделяемое при сгорании 10 г Урана-235.
Масса 10 г Урана-235 = 10 г = 0.01 кг
Количество урана-235 = масса урана-235 / молярная масса урана-235 = 0.01 кг / 235 г/моль ≈ 4.255х10^-5 моль
Энергия, выделяемая при синтезе одного моля урана-235 = 200 МэВ = 20010^61.610^-13 Дж/моль ≈ 0.032 Дж/моль
Общее количество энергии, выделяемое при сгорании 10 г Урана-235 = 0.032 Дж/моль 4.255х10^-5 моль ≈ 1.36*10^-6 Дж.
Рассчитаем количество теплоты, необходимое для нагрева воды от температуры плавления (0°C) до температуры кипения (100°C).
Специфическая теплоемкость воды = 4.186 Дж/(г°C)
Масса воды = 1 г (предположим, что это количество воды)
Теплота, необходимая для нагрева воды от 0°C до 100°C = масса специфическая теплота (Тк - Тпл) = 1 г 4.186 Дж/(г°C) (100°C - 0°C) = 418.6 Дж.
Посчитаем, сколько граммов воды можно нагреть на энергию, выделяемую при сгорании 10 г Урана-235.
Масса воды = энергия / (специфическая теплоемкость (Тк - Тпл)) = 1.3610^-6 Дж / (4.186 Дж/(г°C) 100°C) = 3.25х10^-6 г.
Таким образом, при полном сгорании 10 г Урана-235 можно нагреть примерно 3.25х10^-6 г воды от температуры плавления до температуры кипения.