Какой годовой расход урана-235 можно вычислить, если мощность атомной электростанции равна 5*10^5 кВт, а коэффициент полезного действия (КПД) составляет 20%?

Физика 11 класс Ядерная энергия и атомные электростанции годовой расход урана-235 мощность атомной электростанции КПД 20% атомная электростанция физика 11 класс Новый

Для того чтобы вычислить годовой расход урана-235, необходимо выполнить несколько шагов. Давайте разберем их по порядку.

Шаг 1: Определение годовой энергии, вырабатываемой АЭС

Сначала нужно узнать, сколько энергии вырабатывает атомная электростанция (АЭС) за год. Мощность АЭС составляет 5 * 10^5 кВт. Чтобы найти годовую энергию, используем следующую формулу:

Энергия (E) = Мощность (P) * Время (t)

Время в нашем случае - это один год, который равен 365 дней. В каждом дне 24 часа, а в каждом часе 3600 секунд. Таким образом, общее время в секундах будет:

• t = 365 дней * 24 часа/день * 3600 секунд/час = 31 536 000 секунд

Теперь подставим значения в формулу:

• E = 5 * 10^5 кВт * 31 536 000 секунд
• E = 1.577 * 10^13 кВт*с

Шаг 2: Учет коэффициента полезного действия (КПД)

КПД равен 20%, что означает, что только 20% от вырабатываемой энергии является полезной. Следовательно, полезная энергия будет:

• Полезная энергия = E * КПД = 1.577 * 10^13 кВт*с * 0.2
• Полезная энергия = 3.154 * 10^12 кВт*с

Шаг 3: Перевод энергии в джоули

Чтобы перейти к расчету расхода урана, необходимо преобразовать кВт*с в джоули. 1 кВт*с = 1000 Дж. Таким образом:

• Полезная энергия в джоулях = 3.154 * 10^12 кВт*с * 1000 Дж/кВт*с = 3.154 * 10^15 Дж

Шаг 4: Определение энергии, выделяемой при делении урана-235

Теперь нужно знать, сколько энергии выделяется при делении одного килограмма урана-235. Эта величина составляет примерно 8 * 10^13 Дж/кг.

Шаг 5: Расчет расхода урана-235

Теперь мы можем вычислить, сколько килограммов урана-235 потребуется для выработки 3.154 * 10^15 Дж полезной энергии:

• Расход урана-235 = Полезная энергия / Энергия на 1 кг урана
• Расход урана-235 = 3.154 * 10^15 Дж / (8 * 10^13 Дж/кг)
• Расход урана-235 = 39.425 кг

Шаг 6: Годовой расход урана-235

Таким образом, годовой расход урана-235 составляет примерно 39.425 кг.

В итоге, ответ на ваш вопрос: годовой расход урана-235 составляет около 39.4 кг.