Какое количество воды (в тоннах) можно нагреть от 0 до 100 градусов Цельсия, если при распаде 0,8 г урана-235

Для решения данной задачи нужно воспользоваться формулой для расчета количества тепла, выделяющегося в результате распада:

\(Q = mc\Delta T\)

где \(Q\) - количество тепла, \(m\) - масса вещества (в данном случае вода), \(c\) - удельная теплоемкость вещества, \(\Delta T\) - изменение температуры.

Сначала найдем массу воды, которую можно нагреть на заданное изменение температуры. Для этого воспользуемся уравнением пропорции, используя молярную массу воды:

\(\frac{235 \, g \,Uranium}{1 \, mol \, Uranium} = \frac{0.8 \, g \, Uranium}{x \, mol \, Water}\)

\(x \, mol \, Water = \frac{0.8 \, g \, Uranium}{235 \, g \,Uranium} \times \frac{1 \, mol \, Water}{18 \, g \, Water}\)

\(x \, mol \, Water \approx 5.82 \times 10^{-3} \, mol \, Water\)

Мы знаем, что 1 моль воды содержит \(6.02 \times 10^{23}\) молекул, поэтому количество молекул в заданной массе воды:

\(n = x \, mol \, Water \times 6.02 \times 10^{23} \, mol^{-1}\)

\(n \approx 5.82 \times 10^{-3} \, mol \times 6.02 \times 10^{23} \, mol^{-1}\)

\(n \approx 3.51 \times 10^{21}\) молекул воды

Теперь можем рассчитать количество тепла, выделяющееся при распаде вещества:

\(Q = n \times E\)

где \(E\) - энергия, выделяющаяся при распаде вещества.

\(Q = 3.51 \times 10^{21} \, молекул \times 3.2 \times 10^{-11} \, Дж \, молекул^{-1}\)

\(Q \approx 1.12 \times 10^{11} \, Дж\)

Теперь можем найти массу воды, которую можно нагреть с использованием данного количества тепла:

\(Q = mc\Delta T\)

\(1.12 \times 10^{11} \, Дж = m \times 4200 \, \frac{Дж}{кг \cdot К} \times 100 \, K\)

\(m = \frac{1.12 \times 10^{11} \, Дж}{4200 \, \frac{Дж}{кг \cdot К} \times 100 \, K}\)

\(m \approx 2.67 \times 10^6 \, кг \approx 2670 \, тонн\)

Таким образом, количество воды, которое можно нагреть от 0 до 100 градусов Цельсия, при заданных условиях, составляет примерно 2670 тонн.