Verified answer

Спочатку треба знайти енергію, яку виділяє 150 г Урану-235:

1)Знайдемо кількість моль Урану-235:m(U-235) = 150 г = 0.15 кг

M(U-235) = 235 г/моль

n(U-235) = m(U-235) / M(U-235) = 0.15 кг / 235 г/моль = 0.00064 моль

2)Знайдемо енергію, яку виділяє одна моль Урану-235:E = 200 МеВ/ядро * 1.6·10^-19 Кл/МеВ * 6.02·10^23 ядер/моль ≈ 1.92·10^13 Кл/моль

3)Знайдемо енергію, яку виділяє 0.00064 моль Урану-235:E_tot = E * n(U-235) = 1.92·10^13 Кл/моль * 0.00064 моль ≈ 1.23·10^10 Кл

4)Знайдемо потужність АЕС з ККД 25%:P = E_tot * ККД / 24 години ≈ 1.23·10^10 Кл * 0.25 / 24 години ≈ 1.28·10^8 Вт

Отже, потужність атомної електростанції з ККД 25%, яка використовує 150 г Урану-235, дорівнює близько 128 мегаватт.

Ответ:

Для вирішення цієї задачі, нам потрібно знати енергетичну потужність атомної електростанції та ККД, щоб визначити, яка частка енергії, що виділяється при поділі ядер, перетворюється на корисну енергію електроенергії.

Визначимо енергію, яка виділяється при розщепленні 1 граму Урану-235:

Кількість ядер у 150 г Урану-235 можна визначити зв'язавши кількість маси з кількістю моль ядер:

150 г / 235 г/моль = 0.6383 моль

Кількість ядер можна визначити множенням кількості молей на Авогадрої константу:

0.6383 моль * 6.02 * 10^23 ядер/моль = 3.843 * 10^23 ядер

Отже, загальна енергія, яка виділяється при поділі всіх ядер Урану-235 у 150 г:

3.843 * 10^23 ядер * 200 МеВ/ядер = 7.686 * 10^25 МеВ

Визначимо електричну потужність атомної електростанції:

Електрична потужність = Енергія / Час

Але нам не наданий час, тому замість цього ми можемо використати кількість ядер, які розщеплюються за секунду.

Для визначення кількості розщеплених ядер на секунду, ми можемо використати умову, що 1 грам Урану-235 випускає 1 МВт електроенергії при повній реакції. Отже, потужність електростанції буде:

150 г * (1 МВт / г) = 150 МВт

Визначимо корисну енергію, яку генерує атомна електростанція за добу:

Корисна енергія = Електрична потужність * Час * ККД

ККД виражається у відсотках, тому ми повинні перевести