Дано: V=10-²m³
P=8MPa
T1=280k
T2=288k
C=650j/kg×k
Q=?
Найти количество тепла, получаемого кислородом, находящимся в объемом 10 м² при давлении 8 МПа, ступенчатая температура 280k, кислород нагревается до 288k удельная теплоемкость кислорода c = 650 Дж / кг × k
Объяснение:
Дано:
P = 320 МВт = 320·10⁶ Вт
t = 1 год ≈ 32·10⁶ c
η = 36% или η = 0,36
M = 235·10⁻³ кг/моль - молярная масса урана-235:
Nₐ = 6,02·10²³ моль⁻¹ - число Авогадро
m - ?
1)
Известно, что при распаде одного ядра U-235 выделяется
Q₀ = 200 эВ энергии, или
Q₀ = 200·1,6·10⁻¹⁹ = 3,2·10⁻¹⁷ Дж.
Возьмем массу урана m₁ = 1 кг
Тогда число ядер:
N = m₁·Nₐ / M = 1·6,02·10²³ / (235·10⁻³) ≈ 2,56·10²⁴
Выделившаяся энергия:
Q₁ = N·Q₀ ≈ 2,56·10²⁴·3,2·10⁻¹⁷ ≈ 82·10⁶ Дж
2)
Выработанная энергия на АЭС за год с учетом КПД:
Q = P·t / η = 320·10⁶·32·10⁶ / 0,36 ≈ 2,84·10¹⁶ Дж
И тогда необходимая масса урана-235:
m = Q / Q₁ = 2,84·10¹⁶ / 82·10⁶ ≈ 350·10⁶ кг