Яка електрична потужність атомної електростанції, яка використовує 220г урану-235 протягом одного дня і має коефіцієнт

Для розрахунку електричної потужності атомної електростанції спочатку необхідно визначити енергію, яку вона виробляє за день.

У Вас відомо, що електростанція використовує 220 г урану-235 протягом одного дня і має коефіцієнт корисної дії 25%.

Для розрахунку енергії, яку виробляє атомна електростанція, використовуючи вказану кількість урану-235, використаємо відомі дані про енергію, вивільнену в результаті поділу ядер.

Енергія, що виділяється при поділі одного атома урану-235, становить приблизно 200 Мегаэлектронвольт (МэВ).

Тепер розрахуємо енергію, яку ми отримуємо від 220 г урану-235:

Кількість моль урану-235 можна розрахувати використовуючи його молярну масу (округлена до 235 згідно формули) та масу урану, що використовується:

Кількість моль \(n\) = маса урану-235 / молярна маса урану-235

Молярна маса \(M\) урану-235 становить 235 г/моль.

Отже, кількість моль урану-235:

\(n = 220 \, г/235 \, г/моль \approx 0.936 \, моль\)

Знаючи кількість моль урану-235, можемо розрахувати кількість енергії, яку ви даєте атомна електростанція:

Енергія \(E\) = кількість моль \(n\) * енергія поділу одного атома \(E_1\)

\(E = 0.936\, моль * 200\, МэВ/моль \approx 187.2\, МэВ\)

Отримана енергія становить 187.2 Мегаэлектронвольт.

Тепер, для розрахунку електричної потужності атомної електростанції, використаємо відомий вираз:

Електрична потужність \(P\) = Енергія \(E\) / Час \(t\)

Дано, що ми розглядаємо енергію, вироблену протягом одного дня (24 години). Тому, час \(t\) становить 24 години.

Підставимо отримані значення до формули:

\(P = 187.2\, МэВ / (24\, години * 60\, хвилин * 60\, секунд) \)

За замовчуванням найбільш зручна одиниця виміру електричної потужності є ватт (Вт). Тому сконвертуємо електричну потужність розраховану в МэВ до Вт, використовуючи переведення одиниць:

1 МэВ = \(1.6 * 10^{-13}\) Вт

\(P = 187.2\, МэВ * 1.6 * 10^{-13}\, Вт/МэВ\)

Результат розрахунку покаже електричну потужність атомної електростанції:

\[P \approx 29.952 * 10^{-13}\, Вт\]

Отже, електрична потужність атомної електростанції, яка використовує 220 г урану-235 протягом одного дня і має коефіцієнт корисної дії 25%, приблизно дорівнює \(29.952 * 10^{-13}\) Вт.