Đáp án Câu hỏi luyện tập trang 99 SGK Vật lí 12 Cánh diều – Bài 2. Năng lượng hạt nhân. Gợi ý: Vận dụng công thức tính công.
Câu hỏi/Đề bài:
Arktika là tàu phá băng chạy bằng năng lượng hạt nhân của Nga. Với chiều dài 173 m, cao 15 m, tàu được trang bị hai lò phản ứng hạt nhân, mỗi lò có công suất 175 MW, giúp tàu phá lớp băng dày đến 3 m.
Nếu lò phản ứng này sử dụng năng lượng từ sự phân hạch của \({}_{92}^{235}U\), mỗi phân hạch sinh ra trung bình 203 MeV; tính khối lượng \({}_{92}^{235}U\) mà lò phản ứng tiêu thụ trong 1 ngày. Cho số Avogadro NA = 6,02.1023 nguyên tử/mol và khối lượng mol nguyên tử của \({}_{92}^{235}U\) là 235 g/mol.
Hướng dẫn:
Vận dụng công thức tính công, khối lượng
Lời giải:
Công mà mỗi lò phản ứng hạt nhân của tàu đó tạo ra trong một ngày:
\(N = \frac{{1,{{512.10}^{13}}}}{{3,{{25206.10}^{ – 11}}}} = 4,{65.10^{23}}\) hạt
\(n = \frac{N}{{{N_A}}} = \frac{{4,{{65.10}^{23}}.2}}{{6,{{02.10}^{23}}}} = 1,545mol\)
Do đó khối lượng \({}_{92}^{235}U\) cần thiết cho cả 2 lò để tàu hoạt động trong một ngày là: \(m = n.M = 1,545.235 = 363,075g\)