Tel: 024.7300.7989 - Phone: 1800.6947 (Thời gian hỗ trợ từ 7h đến 22h)

Thi thử toàn quốc TN THPT & ĐGNL Sư phạm HCM
↪ TN THPT - Trạm 6 ↪ ĐGNL Sư phạm HCM (H-SCA) - Trạm 2
Giỏ hàng của tôi
Trang chủ
Luyện thi đại học môn lí

Arktika là tàu phá băng chạy bằng năng lượng hạt nhân của Nga, tàu

Câu hỏi số 961429:
Vận dụng

Arktika là tàu phá băng chạy bằng năng lượng hạt nhân của Nga, tàu được trang bị hai lò phản ứng hạt nhân RITM-200, mỗi lò có công suất nhiệt là 175 MW, giúp tàu phá lớp băng dày đến 3 m. Lò phản ứng này sử dụng năng lượng từ sự phân hạch của ${}_{92}^{235}\text{U}$, mỗi phân hạch sinh ra năng lượng trung bình 203 MeV. Cho khối lượng mol của nguyên tử ${}_{92}^{235}\text{U}$ là 235 g/mol.

Đúng Sai
a) Năng lượng trung bình tỏa ra từ một phân hạch hạt nhân ${}_{92}^{235}\text{U}$ là $324,8.10^{- 19}J$.
b) Nếu lò phản ứng hoạt động liên tục với công suất trên, trong 1 ngày đêm, khối lượng ${}_{92}^{235}\text{U}$ mà mỗi lò phản ứng tiêu thụ xấp xỉ 1,82 kg.
c) Biết mỗi kg than đá khi đốt cháy hoàn toàn sẽ tỏa ra nhiệt lượng $27.10^{6}J$. Năng lượng nhiệt tỏa ra khi 1 kg ${}_{92}^{235}\text{U}$ phân hạch hoàn toàn bằng năng lượng nhiệt tỏa ra khi đốt cháy hoàn toàn khoảng 3 tấn than đá.
d) Giả sử hiệu suất chuyển hóa năng lượng nhiệt từ lò phản ứng dùng để làm tan chảy băng là 25%. Cho nhiệt nóng chảy riêng của băng ở $0^{0}C$ là 334 kJ/kg, nhiệt dung riêng của băng là 2100 J/(kg.K). Với năng lượng nhiệt tỏa ra khi 1 kg ${}_{92}^{235}\text{U}$ phân hạch hoàn toàn sẽ làm nóng chảy khối băng ở nhiệt độ -10°C có khối lượng $6,2.10^{7}kg$.

Đáp án đúng là: S; S; S; S

Quảng cáo

Xem lời giải
Câu hỏi:961429
Phương pháp giải

+ Năng lượng tiêu thụ của lò phản ứng: $A = P.t$.

+ Số hạt nhân tham gia phân hạch: $N = \dfrac{A}{\Delta E}$.

+ Khối lượng chất tiêu thụ: $m = \dfrac{N}{N_{A}}.M$.

+ Phương trình cân bằng nhiệt: $Q_{toa}.H = Q_{thu}$.

Giải chi tiết

a) Năng lượng trung bình tỏa ra từ một phân hạch hạt nhân ${}_{92}^{235}\text{U}$ tính theo đơn vị J là:

$\Delta E = 203.1,6.10^{- 13} = 324,8.10^{- 13}J$

$\Rightarrow$ a sai.

b) Thời gian hoạt động t = 1 ngày đêm = 24.3600 = 86400 s.

Tổng năng lượng lò phản ứng sinh ra trong 1 ngày đêm là:

$A = P.t = 175.10^{6}.86400 = 1,512.10^{13}J$

Số phân hạch cần thiết để tạo ra năng lượng trên là:

$N = \dfrac{A}{\Delta E} = \dfrac{1,512.10^{13}}{324,8.10^{- 13}} \approx 4,655.10^{23}$ hạt.

Khối lượng ${}_{92}^{235}\text{U}$ cần tiêu thụ:

$m = \dfrac{N}{N_{A}}.M = \dfrac{4,655.10^{23}}{6,02.10^{23}}.235 \approx 181,7g \approx 0,182kg$

$\Rightarrow$ b sai.

c) Năng lượng tỏa ra khi phân hạch hoàn toàn 1 kg ${}_{92}^{235}\text{U}$ là:

$E_{U} = \dfrac{m}{M}.N_{A}.\Delta E = \dfrac{1000}{235}.6,02.10^{23} \times .24,8.10^{- 13} \approx 8,32.10^{13}J$

Khối lượng than đá cần đốt để có năng lượng tương đương là:

$m_{than} = \dfrac{E_{U}}{q_{than}} = \dfrac{8,32.10^{13}}{27.10^{6}} \approx 3081481kg \approx 3081\left( \tan \right)$

$\Rightarrow$ c sai.

d) Năng lượng hữu ích dùng để làm tan chảy băng:

$Q_{i} = E_{U}.H = 8,32.10^{13}.25\% = 2,08.10^{13}J$

Nhiệt lượng cần để làm nóng chảy 1 kg băng từ $- 10^{0}C$ thành nước ở $0^{0}C$ là tổng của nhiệt lượng tăng nhiệt độ và nhiệt lượng nóng chảy:

$q_{1} = c.\Delta t + \lambda = 2100.\left( {0 - ( - 10)} \right) + 334.10^{3} = 355000\left( {J/kg} \right)$

Khối lượng băng có thể làm nóng chảy là:

$m_{bang} = \dfrac{Q_{i}}{q_{1}} = \dfrac{2,08.10^{13}}{355000} \approx 5,86.10^{7}\left( {kg} \right)$

$\Rightarrow$ d sai.

Đáp án cần chọn là: S; S; S; S

Group 2K8 ôn Thi ĐGNL & ĐGTD Miễn Phí

Câu hỏi trước Câu tiếp theo

>>  2K9 Chú ý! Lộ Trình Sun 2027 - 1 lộ trình ôn đa kỳ thi (TN THPT, ĐGNL (Hà Nội/ Hồ Chí Minh), ĐGNL Sư Phạm, ĐGTD, ĐGNL Bộ Công an, ĐGNL Bộ Quốc phòngTD - Click xem ngay) tại Tuyensinh247.com. Cập nhật bám sát bộ SGK mới, Thầy Cô giáo giỏi, 3 bước chi tiết: Nền tảng lớp 12; Luyện thi chuyên sâu; Luyện đề đủ dạng đáp ứng mọi kì thi.

Hỗ trợ - Hướng dẫn

  • 024.7300.7989
  • 1800.6947 free

(Thời gian hỗ trợ từ 7h đến 22h)
Email: lienhe@tuyensinh247.com

Đăng ký nhận tư vấn