Все задачи по теме — от базовых к сложным, с подсказками и решениями. Объяснение темы — на странице темы.
По данным учебника, энергия, заключённая в 1 г урана, равна энергии сгорания примерно 2,5 т нефти. Сколько тонн нефти заменяют 40 г урана?
Во сколько раз 40 г больше 1 г — во столько же раз больше и нефти.
\(m_{\text{н}} = 40 \cdot 2{,}5 = 100\) т.
Почему угольные и мазутные ТЭС вызывают кислотные дожди, а АЭС — нет?
Вспомните, какой химический элемент содержится в угле и нефти и что с ним происходит при горении.
В угле, нефти и газе есть примесь серы. При сжигании образуется сернистый газ, часть его уходит в атмосферу, соединяется с влагой и выпадает в виде раствора кислоты. На АЭС ничего не сжигают, поэтому сернистого газа нет.
Тепловая мощность реактора 3000 МВт, электрическая мощность энергоблока 1000 МВт. Найдите КПД энергоблока и мощность, которая уходит в окружающую среду в виде тепла.
КПД — доля полезной мощности в затраченной; остальное — потери.
\(\eta = \dfrac{P_{\text{эл}}}{P_{\text{т}}} = \dfrac{1000}{3000} \approx 0{,}33\), то есть около 33 %. В окружающую среду уходит \(P_{\text{т}} - P_{\text{эл}} = 3000 - 1000 = 2000\) МВт.
При делении одного ядра урана-235 выделяется около 200 МэВ энергии (1 МэВ = 1,6·10⁻¹³ Дж). Сколько энергии выделится при делении всех ядер в 1 г урана-235? Молярная масса урана-235 — 235 г/моль, постоянная Авогадро 6,02·10²³ моль⁻¹.
Сначала найдите число ядер в 1 г, затем умножьте на энергию одного деления.
Число ядер: \(N = \dfrac{m}{M} N_A = \dfrac{1}{235} \cdot 6{,}02 \cdot 10^{23} \approx 2{,}56 \cdot 10^{21}\).
Энергия одного деления: \(200 \cdot 1{,}6 \cdot 10^{-13} = 3{,}2 \cdot 10^{-11}\) Дж.
Всего: \(W = 2{,}56 \cdot 10^{21} \cdot 3{,}2 \cdot 10^{-11} \approx 8{,}2 \cdot 10^{10}\) Дж.
Угольная ТЭС сжигает за сутки 10 000 т угля, в котором 2 % серы. Какая масса сернистого газа SO₂ образуется, если вся сера сгорает? Молярные массы серы и SO₂ — 32 и 64 г/моль.
Найдите массу серы, затем учтите, что из 32 г серы получается 64 г SO₂.
Масса серы \(m_S = 0{,}02 \cdot 10\,000 = 200\) т. Из каждой массы серы получается вдвое большая масса газа, поэтому \(m_{SO_2} = 200 \cdot \dfrac{64}{32} = 400\) т.
АЭС электрической мощностью 1000 МВт работает с КПД 33 %. Сколько килограммов урана-235 она расходует за сутки, если при делении ядер 1 г урана выделяется 8,2·10¹⁰ Дж?
Найдите полезную энергию за сутки, затем — энергию, выделившуюся в реакторе (разделите на КПД).
Полезная энергия: \(W_{\text{п}} = Pt = 10^9 \cdot 86\,400 = 8{,}64 \cdot 10^{13}\) Дж.
Энергия в реакторе: \(W = \dfrac{W_{\text{п}}}{\eta} = \dfrac{8{,}64 \cdot 10^{13}}{0{,}33} \approx 2{,}62 \cdot 10^{14}\) Дж.
Масса урана: \(m = \dfrac{W}{W_1} = \dfrac{2{,}62 \cdot 10^{14}}{8{,}2 \cdot 10^{10}} \approx 3200\) г \(\approx 3{,}2\) кг.
УрокГид — https://urokgid.ru/fizika/9-klass/stroenie-atoma-i-atomnogo-yadra/atomnaya-energetika/zadachi/