Какое количество энергии выделится при делении ядер всех атомов Урана-235, содержащихся в 1,95 кг урана, если учитывать, что в результате каждого деления ядра выделяется 200 МэВ энергии?

Физика 11 класс Ядерная физика энергия деление ядер Уран-235 количество энергии Уран-235 1,95 кг урана энергия при делении ядер МэВ энергия деления физика 11 класс Новый

Чтобы рассчитать количество энергии, выделяющейся при делении ядер всех атомов Урана-235, содержащихся в 1,95 кг урана, необходимо выполнить несколько шагов.

Шаг 1: Определение количества атомов Урана-235 в 1,95 кг.

• Сначала найдем количество молей урана. Для этого используем формулу:
• Количество молей = масса (кг) / молярная масса (кг/моль).
• Молярная масса Урана-235 примерно равна 235 г/моль, что соответствует 0,235 кг/моль.

Теперь подставим значения:

Количество молей = 1,95 кг / 0,235 кг/моль ≈ 8,30 моль.

Шаг 2: Определение количества атомов Урана-235.

• Теперь найдем количество атомов в этом количестве молей. Для этого используем число Авогадро, которое равно примерно 6,022 x 10^23 атомов/моль.
• Количество атомов = количество молей x число Авогадро.

Подставим значения:

Количество атомов = 8,30 моль x 6,022 x 10^23 атомов/моль ≈ 5,00 x 10^24 атомов.

Шаг 3: Определение общего количества энергии, выделяющейся при делении всех атомов.

• Зная, что при делении одного ядра Урана-235 выделяется 200 МэВ, можно рассчитать общее количество энергии.
• Общая энергия = количество атомов x энергия на одно деление.

Преобразуем 200 МэВ в джоули, так как 1 МэВ = 1,6 x 10^-13 Дж:

200 МэВ = 200 x 1,6 x 10^-13 Дж = 3,2 x 10^-11 Дж.

Теперь подставим значения:

Общая энергия = 5,00 x 10^24 атомов x 3,2 x 10^-11 Дж ≈ 1,60 x 10^14 Дж.

Итак, ответ:

При делении ядер всех атомов Урана-235, содержащихся в 1,95 кг урана, выделится примерно 1,60 x 10^14 Дж энергии.