Чтобы рассчитать электрическую мощность атомной электростанции, давайте разберем задачу по шагам.

Шаг 1: Определим количество атомов урана-235 в 220 г.

• Сначала найдем молекулярную массу урана-235. Она составляет примерно 235 г/моль.
• Теперь найдем количество молей урана-235 в 220 г:

Количество молей = масса / молярная масса = 220 г / 235 г/моль ≈ 0.936 моль.

Шаг 2: Найдем количество атомов урана-235.

• Используем число Авогадро, которое равно примерно 6.022 × 10²³ атомов/моль.
• Теперь можем найти количество атомов:

Количество атомов = количество молей × число Авогадро = 0.936 моль × 6.022 × 10²³ атомов/моль ≈ 5.63 × 10²³ атомов.

Шаг 3: Рассчитаем энергию, выделяющуюся при распаде урана-235.

• При делении одного атома урана-235 выделяется примерно 200 МэВ (мегаэлектронвольт) энергии.
• Переведем МэВ в джоули. 1 МэВ = 1.6 × 10⁻¹³ Дж, следовательно:

Энергия, выделяемая при распаде = 200 МэВ × 1.6 × 10⁻¹³ Дж/МэВ = 3.2 × 10⁻¹¹ Дж.

Шаг 4: Найдем общую энергию, выделяющуюся за сутки.

• Общая энергия = количество атомов × энергия на один атом.

Общая энергия = 5.63 × 10²³ атомов × 3.2 × 10⁻¹¹ Дж/атом ≈ 1.80 × 10¹³ Дж.

Шаг 5: Рассчитаем электрическую мощность.

• Электрическая мощность рассчитывается по формуле: мощность = энергия / время.
• Время в нашем случае – это сутки, которые равны 24 часам или 86400 секундам.

Мощность = 1.80 × 10¹³ Дж / 86400 с ≈ 208.3 × 10⁹ Вт = 208.3 ГВт.

Шаг 6: Учитываем КПД.

• КПД (коэффициент полезного действия) у нас составляет 25%, что означает, что только 25% от общей энергии превращается в электрическую мощность.

Электрическая мощность = 208.3 ГВт × 0.25 ≈ 52.1 ГВт.

Итак, электрическая мощность атомной электростанции составляет примерно 52.1 ГВт.