Вопрос задан 11.03.2025 в 15:37. Предмет Физика. Спрашивает Алексеевич Артём.

При делении одного ядра изотопа урана 235 освобождается 200 МэВ энергии. Определите количество энергии, выделяющееся при делении 20 кг урана.

Перейти к ответам

Ответы на вопрос

Отвечает Клыкова Арина.

Чтобы определить количество энергии, выделяющееся при делении 20 кг урана-235, мы воспользуемся следующими шагами:


1. Найдем количество атомов урана-235 в 20 кг

Молярная масса урана-235 составляет 235 г/моль, а число Авогадро (NAN_A) равно 6.02210236.022 \cdot 10^{23} атомов/моль.

Масса урана в граммах:

m=20кг=201000=20000г.m = 20 \, \text{кг} = 20 \cdot 1000 = 20000 \, \text{г}.

Количество молей урана:

n=mM=2000023585.1моль.n = \frac{m}{M} = \frac{20000}{235} \approx 85.1 \, \text{моль}.

Количество атомов урана-235:

N=nNA=85.16.02210235.121025атомов.N = n \cdot N_A = 85.1 \cdot 6.022 \cdot 10^{23} \approx 5.12 \cdot 10^{25} \, \text{атомов}.

2. Энергия при делении одного атома урана

Энергия, выделяемая при делении одного ядра урана-235, равна 200МэВ200 \, \text{МэВ}. Переведем это значение в джоули:

1 электронвольт (эВ\text{эВ}) равен 1.6021019Дж1.602 \cdot 10^{-19} \, \text{Дж}, поэтому:

200МэВ=2001061.6021019Дж=3.2041011Дж.200 \, \text{МэВ} = 200 \cdot 10^6 \cdot 1.602 \cdot 10^{-19} \, \text{Дж} = 3.204 \cdot 10^{-11} \, \text{Дж}.

3. Общая энергия

Общая энергия выделяется при делении всех атомов урана:

E=NEатом.E = N \cdot E_{\text{атом}}.

Подставим значения:

E=(5.121025)(3.2041011)Дж.E = (5.12 \cdot 10^{25}) \cdot (3.204 \cdot 10^{-11}) \, \text{Дж}.

Выполним расчет:

E1.641015Дж.E \approx 1.64 \cdot 10^{15} \, \text{Дж}.

Ответ

При делении 20 кг урана-235 выделится энергия, равная примерно:

1.641015Дж.1.64 \cdot 10^{15} \, \text{Дж}.

Для сравнения, это сопоставимо с энергией, выделяющейся при взрыве более 390 мегатонн тротила!

Похожие вопросы

Топ вопросов за вчера в категории Физика

Последние заданные вопросы в категории Физика

Задать вопрос