Скільки потужна електростанція, яка використовує 154 кг урану на рік, з урахуванням того, що при поділі ядра урану

Тема: Розрахунок потужності електростанції

Пояснення:

Для розрахунку потужності електростанції, спочатку необхідно визначити енергію, яка виражається при поділі одного атома урану. За умовою задачі нам дано, що при поділі ядра урану звільняється 3.2 * 10^-11 Дж енергії.

Далі, необхідно визначити кількість енергії, яка звільняється внаслідок поділу 154 кг урану. Для цього необхідно знайти кількість атомів урану в 154 кг і помножити його на енергію, яка звільняється при поділі одного атома.

Маса одного атома урану дорівнює 3.9 * 10^-25 кг. Знайдемо кількість атомів урану в 154 кг:

154 кг / (3.9 * 10^-25 кг) = 3.95 * 10^26 атомів урану

Помножимо цю кількість на енергію, що звільняється від одного атома:

3.95 * 10^26 * 3.2 * 10^-11 Дж = 1.264 * 10^16 Дж.

Тепер, знаючи величину вивільної енергії, ми можемо визначити потужність електростанції. Для цього врахуємо ККД електростанції, яка становить 25%. Потужність можна обчислити за формулою:

Потужність = Енергія / Час

Дадимо Часу значення 1 рік (365 днів, 24 години, 60 хвилин, 60 секунд):

Потужність = 1.264 * 10^16 Дж / (365 * 24 * 60 * 60 сек) * 0.25.

Розрахуємо значення:

Потужність ≈ 4.01 * 10^8 Вт.

Отже, максимальна потужність цієї електростанції становить приблизно 4.01 * 10^8 Вт.

Приклад використання: Знайти потужність електростанції, яка використовує 200 кг урану на рік, з урахуванням вивільної енергії при поділі одного атома урану, яка дорівнює 2.5 * 10^15 Дж, та ККД електростанції в розмірі 30%.

Порада: Для більшої точності у розрахунках, зберігайте проміжні результати з більшим числом значущих цифр.

Вправа: Знайти потужність електростанції, яка використовує 2500 кг урану на рік, з урахуванням вивільної енергії при поділі одного атома урану, яка дорівнює 4.8 * 10^ -12 Дж, та ККД електростанції в розмірі 35%.