Сколько энергии будет высвобождено при делении 11 г изотопа урана 235u92, если при делении одного ядра этого изотопа

Чтобы решить эту задачу, мы можем использовать формулу для расчета энергии, высвобождающейся при делении ядра. Формула выглядит следующим образом:

\[ Q = N \cdot E \]

где Q - общая энергия, высвобождаемая при делении, N - количество делящихся ядер (в данном случае, количество уран-235), E - энергия, высвобождаемая при делении одного ядра.

1. Чтобы найти общую энергию, мы должны умножить количество делящихся ядер на энергию, высвобождаемую при делении одного ядра. В нашем случае:

\[ Q = 11 \ г \cdot \left(\frac{1 \ ядро}{235 \ г}\right) \cdot 200 \ мэВ \]

Как вы можете видеть, граммы "сокращаются", оставляя только недостающий параметр - энергию.

2. Рассчитаем эту формулу:

\[ Q = 11 \ г \cdot \left(\frac{1 \ ядро}{235 \ г}\right) \cdot 200 \ мэВ \]

\[ Q = \frac{11 \ г \cdot \ 1 \ ядро \cdot 200 \ мэВ}{235 \ г} \]

\[ Q = \frac{2200 \ мэВ \cdot \ ядра}{235 \ г} \]

3. Получили выражение для общей энергии, высвобождающейся при делении:
\[ Q \approx 9361.7 \ мэВ \]

Теперь у нас есть общая энергия, высвобождаемая при делении 11 г урана-235. Чтобы определить количество каменного угля, необходимого для получения аналогичного количества энергии, нам нужно знать его энергетическую плотность (энергия, выделяющаяся при сжигании единицы массы каменного угля). Для каменного угля это обычно примерно 25 мегаджоулей на килограмм (МДж/кг).

4. Рассчитаем количество каменного угля, необходимого для получения аналогичного количества энергии, используя формулу:

\[ m = \frac{Q}{E} \]

где m - количество каменного угля, необходимого для получения энергии Q, E - энергетическая плотность каменного угля.

5. Подставим наши значения:

\[ m = \frac{9361.7 \ мэВ}{25 \ МДж/кг} \]

6. Преобразуем единицы измерения мэВ в Дж:

\[ m = \frac{9361.7 \cdot 10^{-3} \ Дж}{25 \cdot 10^6 \ Дж/кг} \]

7. Упростим выражение:

\[ m = \frac{9361.7}{25000} \ кг \]

8. Получили значение для количества каменного угля:

\[ m \approx 0.3745 \ кг \]

Таким образом, для получения аналогичного количества энергии, высвобождающейся при делении 11 г урана-235, потребуется приблизительно 0.3745 кг каменного угля.