Сколько массы урана-235 расходует атомная станция мощностью 800 мвт в течение 24 часов, если КПД станции составляет

Дано:
Мощность атомной станции (P) = 800 МВт
Время работы станции (t) = 24 часа
КПД станции (η) = 20% = 0,2
Выделяемая энергия при делении ядра урана (E) = 200 МэВ
Число Авогадро (N_A) = 6,02 * 10^23

Нам нужно найти массу урана-235, которую расходует атомная станция за указанное время. Для этого мы можем использовать формулу связи энергии с массой:

E = mc^2

Где E - энергия, m - масса, c - скорость света.

Для нашей задачи нам также понадобятся формулы для расчета энергии, мощности и КПД:

E = Pt
P = E / t
P = η * Pt

Рассчитаем мощность атомной станции в ваттах:

P = 800 МВт = 800 * 10^6 Вт

Теперь рассчитаем энергию, которую станция вырабатывает за 24 часа:

E = Pt = (800 * 10^6 Вт) * (24 часа) = 19,2 * 10^9 Вт * час

Теперь учтем КПД станции и найдем выделяемую энергию:

P = η * Pt
E = 0,2 * (19,2 * 10^9 Вт * час) = 3,84 * 10^9 Вт * час

В задаче сказано, что выделяется энергия 200 МэВ при делении ядра урана. Для расчета расходуемой массы, нам нужно преобразовать энергию в Джоули и использовать формулу E = mc^2.

200 МэВ = 200 * 10^6 эВ
1 эВ = 1,6 * 10^-19 Дж
200 * 10^6 эВ = 200 * 10^6 * 1,6 * 10^-19 Дж

Теперь мы можем рассчитать массу урана-235, расходуемую атомной станцией:

E = mc^2
m = E / c^2

Подставим значение энергии и скорости света в формулу:

m = (200 * 10^6 * 1,6 * 10^-19 Дж) / (3 * 10^8 м/с)^2

Выполним расчет:

m = (200 * 10^6 * 1,6 * 10^-19) / (3 * 10^8)^2 = (320 * 10^-13) / (9 * 10^16) = 35,56 * 10^-30 кг

Теперь мы знаем, что атомная станция мощностью 800 МВт расходует примерно 35,56 * 10^-30 кг урана-235 за 24 часа при данном КПД и выделяемой энергии.

Примечание: В задаче не указана точность ответа, поэтому ответ округлен до двух значащих цифр.