Дано:
Масса урана 235U составляет 1 г = 0.001 кг.
Период полураспада (T) урана 235U равен 7.1 * 10^8 лет.
Энергия, выделяющаяся при распаде одного атома урана 235U, составляет примерно 200 МэВ.
Найти: количество тепла, выделяющегося при распаде 1 г урана 235U.
Решение:
1. Сначала переведем энергию распада из МэВ в Джоули.
1 МэВ = 1.6 * 10^-13 Дж.
Следовательно, 200 МэВ = 200 * 1.6 * 10^-13 Дж = 3.2 * 10^-11 Дж.
2. Найдем количество атомов в 1 г урана 235U.
Молярная масса урана 235U примерно равна 235 г/моль.
Число Авогадро составляет 6.022 * 10^23 атомов/моль.
Количество моль в 1 г урана:
n = 1 г / 235 г/моль ≈ 0.00426 моль.
3. Общее количество атомов в 1 г урана:
N = n * Na,
где Na - число Авогадро.
N ≈ 0.00426 моль * 6.022 * 10^23 атомов/моль ≈ 2.57 * 10^21 атомов.
4. Теперь найдем общее количество энергии, выделяющейся при распаде всех атомов в 1 г урана:
Q = N * E,
где Q - общее количество тепла, E - энергия, выделяющаяся при распаде одного атома.
Q ≈ 2.57 * 10^21 атомов * 3.2 * 10^-11 Дж/атом ≈ 8.22 * 10^10 Дж.
Ответ: при образовании 1 г урана 235U выделяется примерно 8.22 * 10^10 Дж тепла.