Яка кількість води може бути нагріта від 20 до 100 °С та випарена з використанням енергії, яка виділяється

Для решения данной задачи, нам необходимо вычислить количество воды, которое может быть нагрето от 20 до 100 °C и испарено при использовании энергии, выделяющейся при делении 9,4 г урана-235.

Для начала, давайте вычислим энергию, которая выделяется при делении 9,4 г урана-235. При каждом делении ядра урана-235 выделяется 200 МэВ энергии. Переведем это значение в джоули.

$$1\text{МэВ}=1,6\times {10}^{-13}\text{Дж}$$

Тогда, энергия, выделяющаяся при делении 9,4 г урана-235 будет:

$$E=(9,4\text{г})\times \left(\frac{200\times {10}^6\text{эВ}}{1\text{деление}}\right)\times \left(\frac{1,6\times {10}^{-13}\text{Дж}}{1\text{эВ}}\right)=3,776\text{Дж}$$

Далее, нам нужно определить количество тепла, необходимого для нагрева воды от 20 до 100 °C. Для этого воспользуемся формулой:

$$Q=m\times c\times (T_2-T_1)$$

Где:
- Q - количество тепла, в джоулях
- m - масса воды, в килограммах
- c - питомая теплоемкость воды, в Дж/(кг∙℃)
- $T_2$ - конечная температура, в °C
- $T_1$ - начальная температура, в °C

Переведем значения в удобные единицы:

$$Q=m\times 4200\times (100-20)=m\times 336000$$

Теперь, вычислим количество воды, которое может быть нагрето от 20 до 100 °C. Для этого, нам нужно разделить общую энергию, выделенную при делении урана, на количество тепла, необходимого для нагрева воды:

$$m=\frac{E}{Q}=\frac{3,776\text{Дж}}{336000\text{Дж/кг}}=0,0112\text{кг}=11,2\text{г}$$

Таким образом, количество воды, которое может быть нагрето от 20 до 100 °C и испарено с использованием энергии, выделяющейся при делении 9,4 г урана-235, равно 11,2 г.

Пожалуйста, обратите внимание, что в данном решении не учитываются потери энергии. Реальные условия могут отличаться, поскольку энергия может быть потеряна в виде тепла или другим способом.