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

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

>>  2K8 Chú ý! Lộ Trình Sun 2026 - 3IN1 - 1 lộ trình ôn 3 kì thi (Luyện thi 26+ TN THPT, 90+ ĐGNL HN, 900+ ĐGNL HCM, 70+ ĐGTD - Click xem ngay) tại Tuyensinh247.com.Đầy đủ theo 3 đầu sách, Thầy Cô giáo giỏi, luyện thi theo 3 giai đoạn: 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