Суммарная масса осколков деления ядра ** 0,25 массы протона меньше первоначальной массы...

0 голосов
55 просмотров

Суммарная масса осколков деления ядра на 0,25 массы протона меньше первоначальной массы ядра . Сколько энергии выделяется при делении 1 см^3 урана , если его плотность 19,04 г/см^3


Физика (832 баллов) | 55 просмотров
Дан 1 ответ
0 голосов

Известна концепция введенная А. Эйнштейном

E = m c^{2}, где

Е - энергия [Дж], m - масса [кг], c - скорость света в вакууме, равная 299 792 458 [м/с] (будем считать её 2,998\cdot 10^{8} ).

Вы пишете - "в результате деления 1 ядра урана масса уменьшается на  0,25 массы протона".

m протона - 1,6726485\cdot 10^{-24}г.

0,25 x m протона = 0,418162125\cdot 10^{-24} г (ограничемся точностью до 3-го знака после запятой при степени (-23)  -  0,042\cdot 10^{-23}).

 

Вспомним молекулярную физику и таблицу Д.И. Менделеева.

1 моль вещества содержит примерно 6,022 \cdot 10^{23} молекул.

Химический элемент уран имеет молярную массу 238,0289 г/моль, т.е. 238 грамм весят его 6,022 \cdot 10^{23} атомов.

После деления вес 1 моля урана  изменится на

0,042\cdot 10^{-23} х 6,022 \cdot 10^{23} = 0,253 г.

 

Из значения плотности урана находим в 1 см^{3} - 19,04 г (до начала процесса деления). Составим пропорцию и найдем изменение массы данного образца урана

238 г - 0,253 г

19,04 г - Х г

Х = (19,04 х 0,253) / 238 = 4,817 / 238 = 0,020 г = 0,020\cdot 10^{-3} кг.

 

Изменение массы связано с выделением энергии.

E = 0,020 \cdot 10^{-3} x (2,998 \cdot 10^{8})^{2} = 0,020 x 8,988 x 10^{16-3} = 0,180x 10^{13} [Дж] = 1800 ГДж (или 1800^{9} Дж)

Ответ: 1800 ГДж энергии выделяется при делении 1 см ^{3} урана, если его плотность 19,04 г/см^{3}.

(428 баллов)