Đề bài

a) Một nhà máy điện hạt nhân có công suất phát điện 1 920 MW, dùng năng lượng phân hạch của hạt nhân \(_{92}^{235}{\rm{U}}\)với hiệu suất 33%. Lấy mỗi năm có 365 ngày; mỗi phân hạch sinh ra năng lượng khoảng 200 MeV. Khối lượng \(_{92}^{235}{\rm{U}}\)mà nhà máy điện hạt nhân tiêu thụ mỗi năm là bao nhiêu? Cho biết số Avogadro là N_A ≈ 6,022.10²³ mol^-1.

b) Cần sử dụng khối lượng than đá bằng bao nhiêu trong một nhà máy nhiệt điện để tạo ra lượng năng lượng như trên? Biết năng suất toả nhiệt của than đá là 20 MJ/kg.

Phương pháp giải

Vận dụng kiến thức về phản ứng phân hạch

Lời giải của GV Loigiaihay.com

a) Năng lượng có ích: A_ci = 1920.10⁶.365.86 400 ~ 6,1.10¹⁶ J.

Vì hiệu suất nhà máy là 33% nên năng lượng toàn phần cần sử dụng trong một năm là: \({{\rm{A}}_{{\rm{tp}}}} = \frac{{6,{{1.10}^{16}}}}{{0,33}} \approx 1,8 \cdot {10^{17}}{\rm{J}}\)
Số hạt \(_{92}^{235}{\rm{U}}\)cần dùng: \({\rm{N}} = \frac{{1,8 \cdot {{10}^{17}}}}{{200 \cdot 1,6 \cdot {{10}^{ - 13}}}} \approx 5,{6.10^{27}}\) hạt.

Khối lượng \(_{92}^{235}{\rm{U}}\)cần dùng: \({\rm{m}} = \frac{{5,6 \cdot {{10}^{27}}}}{{6,022 \cdot {{10}^{23}}}} \cdot 235 \approx 2,2 \cdot {10^6}{\rm{g}} = 2,2\) tấn

b) Khối lượng than đá cần phải sử dụng để tạo ra lượng năng lượng tương đương ở câu a: \({\rm{m'}} = \frac{{1,8 \cdot {{10}^{17}}}}{{20 \cdot {{10}^6}}} = {9.10^9}{\rm{kg}} = {9.10^6}\) tấn