1) Какая масса каменного угля должна сгореть, чтобы выделить столько же энергии, сколько выделяется при делении ядер

Задача 1:

Для решения этой задачи нам нужно сравнить количество энергии, выделяемой при делении ядер урана-235 и энергию, выделяемую при сгорании каменного угля.

Из условия задачи мы знаем, что каждое деление ядра урана-235 выделяет энергию в размере 200 МэВ.

Мы должны найти массу каменного угля, который выделит столько же энергии.

Для этого мы можем воспользоваться формулой:

Энергия = масса × удельная энергия сгорания

Удельная энергия сгорания каменного угля примерно составляет 25 МДж/кг, что эквивалентно 25 МэВ/г.

Теперь давайте найдем массу каменного угля, используя данную формулу:

\[200 МэВ = масса \times 25 МэВ/г\]

Решая уравнение относительно массы, получаем:

\[масса = \frac{200 МэВ}{25 МэВ/г} = 8 г\]

Таким образом, чтобы выделить столько же энергии, сколько выделяется при делении ядер, содержащихся в 2,85 г урана-235, должно сгореть приблизительно 8 г каменного угля.

Задача 2:

В этой задаче нам нужно найти массу ядерного топлива (урана-235), которое должно быть потрачено за сутки на атомной электростанции, чтобы достичь КПД в 28%.

Из условия задачи мы знаем мощность атомной электростанции, которая составляет 600 МВт, и КПД, которое равно 28%.

КПД (коэффициент полезного действия) равен отношению полезной работы к затраченной энергии. В данном случае полезная работа - это энергия, выделяемая при делении ядер урана-235, и затраченная энергия - это энергия, выделяемая при делении одного ядра урана-235.

Известно, что каждое деление ядра урана-235 выделяет энергию в размере 200 МэВ.

Теперь давайте найдем затраченную энергию в целом:

Затраченная энергия = мощность × время

У нас есть мощность электростанции, которая составляет 600 МВт, и сутки состоят из 24 часов:

Затраченная энергия = 600 МВт × 24 часа = 14400 МВт·ч

Теперь мы можем найти полезную работу, используя КПД:

Полезная работа = КПД × Затраченная энергия

Полезная работа = 0.28 × 14400 МВт·ч = 4032 МВт·ч

Теперь давайте найдем количество делений ядер урана-235:

Количество делений = Полезная работа / Энергия на одно деление

Количество делений = 4032 МВт·ч / 200 МэВ = 20160 млн делений

Теперь мы можем найти массу ядерного топлива:

Масса = количество делений × масса одного ядра

Масса = 20160 млн делений × 2,85 г = 57456 т

Таким образом, чтобы достичь КПД в 28% на атомной электростанции мощностью 600 МВт, нужно потратить около 57456 т урана-235 за сутки.