При делении одного ядра урана 235 90 U выделяется 200 МэВ энергии. Какое количество энергии освободится при делении 11 г этого изотопа? Какое количество каменного угля надо сжечь для получения такого же количества энергии?
Энергия будет равна произведению энергетического выхода при делении одного ядра урана (в джоулях) и числа всех ядер, содержащихся в количестве вещества, равном m.
Площадь сосуда S=200см²=0.02м² высота воды когда лёд полностью был под водой h₀ высота воды когда лёд растаял h₁ по условию h₀-h₁=0.5см=0.005м плотность воды ρ₀=1000 кг/м³ Ускорение свободного падения g=10м/c²
Смотри рисунок, по оси Y получаем T+mg=Fₐ где T натяжения нити, mg сила тяжести льда, Fₐ сила Архимеда T=Fₐ-mg=p₀V₁g-V₁p₁g=gV₁(p₀-p₁) плотность льда p₁=900кг/м³ Изначально объем жидкости и льда было V₀+V₁=S*h₀ потом V₁ лёд превратилась в воду так как масса одинакова т V₃ объем воды от льда => V₁*p₁=V₃p₀ V₃=V₁*p₁/p₀ после таяние объем воды будет Sh₁=V₀+V₃-V₁ и 1ая формула Sh₀=V₀+V₁ Из 2-ого снимем 1ую подставляя V₃ Sh₀-Sh₁=V₀+V₁-V₀-V₁*p₁/p₀ +V₁ S(h₀-h₁)=2V₁-V₁*p₁/p₀=V₁(2-p₁/p₀)=V₁(2p₀-p₁)/p₀ V₁=S(h₀-h₁)*p₀/(2p₀-p₁) Подставим V₁ в формулу по натяжению нити T=gV₁(p₀-p₁)= S*g*(h₀-h₁)*(p₀-p₁)*p₀/(2p₀-p₁) T=0.02м²*10м/c²*0.005м*1000кг/м³*100кг/м³/1100кг/м³ T≈0.91кг*м/c²≈0,91 Н ответ ~0,91 Н
Его используют во время лечения рака. Как известно, рак просто модифицирует клетки в злокачественные опухоли и тд. Подобный эффект создает радиоактивное излучение - когда уже нельзя никак излечит какою-то часть тела, то используют излучение. Луч радиации уничтожает зараженные клетки, однако, из-за неточностей, погибают и хорошие клетки, однако между перспективой просто поболеть и умереть от рака выбирают первое. Метод довольно неэффективен, ибо заражение других здоровых клеток развивает не менее опасные болезни, но только таким образом можно побороть тяжелые формы рака
Дано:
Q = 200 МэВ = 200*10⁶ МэВ
m = 11 г = 11*10^-3 кг
Na = 6,02*10²³ 1/моль
M = 235*10^-3 кг/моль
1 эВ = 1,6*10^-19 Дж
q = 27 МДж/кг = 27*10⁶ Дж/кг
Q', m' - ?
Энергия будет равна произведению энергетического выхода при делении одного ядра урана (в джоулях) и числа всех ядер, содержащихся в количестве вещества, равном m.
Q в Дж = Q * 1,6*10^-19
Q' = N*Q
m = N*m0
M = Na*m0
m/M = (N*m0) : (Na*m0) = N/Na => N = Na*m/M
Q' = Na*m*Q/M = 6,02*10²³*11*10^-3*200*10⁶*1,6*10^-19 / 235*10^-3 = 901719148936,170... = 9*10¹¹ Дж.
Q' = q*m' => m' = Q'/q = (9*10¹¹)/(27*10⁶) = (9/27)*10⁵ = (1/3)*10⁵ = 0,3333... *10⁵ = 3*10⁴ кг = 30*10³ = 30 т
ответ: примерно 9*10¹¹ Дж, 30 т.