На яку висоту можна підняти кам"яну брилу масою 1000 тонн, використовуючи енергію, що випромінюється під час розпаду 1 г урану? У 1 г урану міститься близько 2,6 * 10^(-21) атомів урану. Під час розпаду одного атома урану випромінюється енергія, яка дорівнює...
Мишка
Для решения данной задачи нам понадобятся следующие данные:
Масса каменной брилы - 1000 тонн
Масса урана - 1 г
Количество атомов урана в 1 г - 2,6 * 10^(-21) атома
Энергия, выделяемая при распаде одного атома урана - х (неизвестное значение)
Для начала вычислим массу 2,6 * 10^(-21) атомов урана, используя пропорцию:
\(1 \ г\) соответствует \(2,6 * 10^(-21) \ атомам\)
\(1000 \ т\) соответствует \(x\)
\(x = \frac{1000 \ т \cdot 2,6 * 10^(-21) \ атомам}{1 \ г} = 2,6 \cdot 10^(-18)\ т \cdot атомам\)
Теперь вычислим энергию, которую выделяет один атом урана при его распаде. Для этого разделим массу урана на количество атомов:
\(x = \frac{1 \ г}{2,6 \cdot 10^(-21) \ атомам} = 3,84615 \cdot 10^(-20)\ г/атом\)
Теперь, чтобы определить, на какую высоту можно поднять каменную брилу, используя энергию, выделяемую при распаде одного атома урана, мы должны знать, какую работу нужно совершить, чтобы поднять 1000 тонн (или 1 миллион килограммов).
Работа, выполненная при подъеме предмета на определенную высоту, определяется по формуле:
\(Работа = \text{{масса}} \cdot g \cdot \text{{высота}}\)
где масса - масса поднимаемого предмета, g - ускорение свободного падения (примерно равное 9,8 м/с^2), высота - высота подъема.
Мы знаем массу (1000 тонн) и хотим найти высоту, поэтому формулу можно переписать следующим образом:
\(\text{{высота}} = \frac{\text{{Работа}}}{\text{{масса}} \cdot g}\)
Теперь нам нужно вычислить работу, зная энергию \(x\), выделяемую при распаде одного атома урана. Работа равна энергии, поэтому:
\(\text{{Работа}} = x = 3,84615 \cdot 10^(-20)\ г/атом\)
Подставим все значения в формулу для высоты:
\(\text{{высота}} = \frac{3,84615 \cdot 10^(-20)\ г/атом}{1 \ Мг \cdot 9,8 \ м/с^2} = \frac{3,84615 \cdot 10^(-20)\ г/атом}{1 \cdot 10^9 \ кг \cdot 9,8 \ м/с^2}\)
Упростим это выражение:
\(\text{{высота}} = \frac{3,84615}{1 \cdot 10^9 \cdot 9,8} \cdot 10^(-20)\ м/атом\)
Найдем числовое значение:
\(\text{{высота}} = 3,84615 \cdot 10^(-30)\ м/атом\)
Таким образом, чтобы поднять каменную брилу массой 1000 тонн с использованием энергии, выделяемой при распаде 1 г урана, требуется высота, равная \(3,84615 \cdot 10^(-30)\ м/атом\).
Масса каменной брилы - 1000 тонн
Масса урана - 1 г
Количество атомов урана в 1 г - 2,6 * 10^(-21) атома
Энергия, выделяемая при распаде одного атома урана - х (неизвестное значение)
Для начала вычислим массу 2,6 * 10^(-21) атомов урана, используя пропорцию:
\(1 \ г\) соответствует \(2,6 * 10^(-21) \ атомам\)
\(1000 \ т\) соответствует \(x\)
\(x = \frac{1000 \ т \cdot 2,6 * 10^(-21) \ атомам}{1 \ г} = 2,6 \cdot 10^(-18)\ т \cdot атомам\)
Теперь вычислим энергию, которую выделяет один атом урана при его распаде. Для этого разделим массу урана на количество атомов:
\(x = \frac{1 \ г}{2,6 \cdot 10^(-21) \ атомам} = 3,84615 \cdot 10^(-20)\ г/атом\)
Теперь, чтобы определить, на какую высоту можно поднять каменную брилу, используя энергию, выделяемую при распаде одного атома урана, мы должны знать, какую работу нужно совершить, чтобы поднять 1000 тонн (или 1 миллион килограммов).
Работа, выполненная при подъеме предмета на определенную высоту, определяется по формуле:
\(Работа = \text{{масса}} \cdot g \cdot \text{{высота}}\)
где масса - масса поднимаемого предмета, g - ускорение свободного падения (примерно равное 9,8 м/с^2), высота - высота подъема.
Мы знаем массу (1000 тонн) и хотим найти высоту, поэтому формулу можно переписать следующим образом:
\(\text{{высота}} = \frac{\text{{Работа}}}{\text{{масса}} \cdot g}\)
Теперь нам нужно вычислить работу, зная энергию \(x\), выделяемую при распаде одного атома урана. Работа равна энергии, поэтому:
\(\text{{Работа}} = x = 3,84615 \cdot 10^(-20)\ г/атом\)
Подставим все значения в формулу для высоты:
\(\text{{высота}} = \frac{3,84615 \cdot 10^(-20)\ г/атом}{1 \ Мг \cdot 9,8 \ м/с^2} = \frac{3,84615 \cdot 10^(-20)\ г/атом}{1 \cdot 10^9 \ кг \cdot 9,8 \ м/с^2}\)
Упростим это выражение:
\(\text{{высота}} = \frac{3,84615}{1 \cdot 10^9 \cdot 9,8} \cdot 10^(-20)\ м/атом\)
Найдем числовое значение:
\(\text{{высота}} = 3,84615 \cdot 10^(-30)\ м/атом\)
Таким образом, чтобы поднять каменную брилу массой 1000 тонн с использованием энергии, выделяемой при распаде 1 г урана, требуется высота, равная \(3,84615 \cdot 10^(-30)\ м/атом\).
Знаешь ответ?