Дано:
- Энергия, выделяющаяся при распаде одного атома урана-235: E = 200 МэВ
- Масса урана: m(U-235) = 1 кг = 1000 г = 0,001 т
Найти:
- Общее количество энергии, выделяющееся при распаде 1 кг урана-235: Q = ?
Решение:
1. Сначала найдем количество атомов в 1 кг урана-235.
Молярная масса урана-235 составляет примерно 235 г/моль.
Количество молей в 1 кг урана:
n = m(U-235) / M(U-235) = 1000 г / 235 г/моль ≈ 4,255 моль.
2. Найдем число атомов в 1 кг урана, используя число Авогадро (NA ≈ 6,022 * 10^23 атомов/моль):
N = n * NA = 4,255 моль * 6,022 * 10^23 атомов/моль ≈ 2,56 * 10^24 атомов.
3. Теперь найдем общее количество энергии, выделяющееся при распаде 1 кг урана-235.
Сначала переведем энергию из МэВ в Джоули.
1 МэВ = 1,6 * 10^-13 Дж.
Следовательно,
E = 200 МэВ * 1,6 * 10^-13 Дж/МэВ = 3,2 * 10^-11 Дж.
4. Теперь можем рассчитать общее количество энергии, выделяющееся при полном распаде 1 кг урана-235:
Q = N * E = 2,56 * 10^24 атомов * 3,2 * 10^-11 Дж/атом ≈ 8,19 * 10^13 Дж.
Ответ:
При полном распаде 1 кг урана-235 выделится примерно 8,19 * 10^13 Дж энергии.