Câu hỏi:

24/04/2026 97 Lưu

Phần IV (3 điểm). Thí sinh trình bày đầy đủ lời giải câu 5, câu 6.

Một nhà máy điện nguyên tử tiêu thụ trung bình 58,75 g \(_{92}^{235}{\rm{U}}\) mỗi ngày. Biết hiệu suất của nhà máy là 25%; mỗi hạt nhân nguyên tử phân hạch giải phóng 200 MeV.

a) Hãy tính công suất phát điện của nhà máy.

b) Giả thiết sau mỗi phân hạch trung bình có 2,5 neutron được giải phóng thì sau một ngày số neutron thu được trong lò phản ứng là bao nhiêu?

Cho: NA = 6,023.1023 hạt/mol; 1 MeV = 1,6.10-13 J.

Quảng cáo

Trả lời:

verified Giải bởi Vietjack

a) Năng lượng giải phóng do phân hạch của \(58,75\;{{\rm{g}}^{235}}{\rm{U}}\) :

\({\rm{W}} = \frac{{58,75 \cdot 6,023 \cdot {{10}^{23}} \cdot 200}}{{235}} = 301,1 \cdot {10^{23}}{\rm{MeV}} = 481,76 \cdot {10^{10}}\;{\rm{J}}\)

Công suất điện của nhà máy: \(P = \frac{{{\rm{W}}{\rm{.H}}}}{t} = \frac{{481,76 \cdot {{10}^{10}}.25}}{{100 \cdot 24 \cdot 3600}} \approx 13,94 \cdot {10^6}\;W = 13,94MW.\)

b) Số neutron giải phóng do \(58,75\;{{\rm{g}}^{235}}{\rm{U}}:\)

\({{\rm{N}}_1} = \frac{{58,75 \cdot 6,023 \cdot {{10}^{23}} \cdot 2,5}}{{235}} = 3,{76438.10^{23}}\) hạt

Số neutron bị hấp thụ để \(58,75\;{{\rm{g}}^{235}}{\rm{U}}\) phân hạch hết:

\({{\rm{N}}_2} = \frac{{58,75 \cdot 6,023 \cdot {{10}^{23}}}}{{235}} = 1,5057 \cdot {10^{23}}\)hạt

Số neutron thu được trong lò phản ứng: \({\rm{N}} = {{\rm{N}}_1} - {{\rm{N}}_2} = 2,25862 \cdot {10^{23}}\) hạt.

CÂU HỎI HOT CÙNG CHỦ ĐỀ

Câu 1

a) Sự tổng hợp hạt nhân chỉ xảy ra ở nhiệt độ rất cao nên phản ứng này còn được gọi là phản ứng nhiệt hạch.    
Đúng
Sai
b) Tổng khối lượng nghỉ của các hạt nhân trước và sau phản ứng luôn bằng nhau.    
Đúng
Sai
c) Năng lượng toả ra khi \(0,01{\rm{\;mol}}\) \(\;_1^2{\rm{H}}\) được tổng hợp hoàn toàn xấp xỉ là \(2,{408.10^{22}}{\rm{MeV}}\).    
Đúng
Sai
d) Năng lượng toả ra khi \(0,01{\rm{\;mol}}\) \({\rm{\;}}_1^2{\rm{H}}\) được tổng hợp hoàn toàn từ phản ứng trên có thể thắp sáng một bóng đèn LED tuýp dài \(1,2{\rm{mum}}\) có công suất 18 W trong thời gian khoảng 6,79 năm (lấy số ngày trong 1 năm là 365 ngày).
Đúng
Sai

Lời giải

a) Đúng.

Phản ứng tổng hợp hai hạt nhân nhẹ thành hạt nhân nặng hơn cần nhiệt độ cực kì cao để các hạt nhân có đủ động năng thắng lực đẩy Coulomb, nên gọi là phản ứng nhiệt hạch.

b) Sai.

Phản ứng toả năng lượng nên tổng khối lượng nghỉ của các hạt nhân trước phản ứng lớn hơn tổng khối lượng nghỉ của các hạt nhân sau phản ứng (do có sự hụt khối lượng chuyển hóa thành năng lượng toả ra).

c) Sai.

Số hạt nhân \(\;_1^2H\) có trong \(0,01{\rm{\;mol}}\) là:

\(N = n.{N_A} = 0,01.6,{022.10^{23}} = 6,{022.10^{21}}\) hạt.

Theo phương trình phản ứng, cứ 2 hạt nhân \(\;_1^2H\) tham gia tổng hợp thì toả ra năng lượng \(Q = 4MeV\).

Số phản ứng xảy ra là: \({N_{pu}} = \frac{N}{2} = 3,{011.10^{21}}\) phản ứng.

Tổng năng lượng toả ra là: \(E = {N_{pu}}.Q = 3,{011.10^{21}}.4 = 1,{2044.10^{22}}{\rm{MeV}}\)

d) Sai.

Đổi năng lượng thực tế toả ra sang đơn vị Jun:

\(E = 1,{2044.10^{22}}.1,{6.10^{ - 13}} \approx 1,{927.10^9}J\).

Thời gian thắp sáng bóng đèn là:

\(t = \frac{E}{P} = \frac{{1,{{927.10}^9}}}{{18}} \approx 107055555s\).

Đổi thời gian ra năm (với 1 năm \( = 365.24.3600 = 31536000{\rm{\;s}}\)):

\(t = \frac{{107055555}}{{31536000}} \approx 3,39\) năm.

Lời giải

Đáp án đúng là B

Khối lượng hơi nước: \({m_1} = 100{\rm{\;g}} = 0,1{\rm{\;kg}}\).

Gọi khối lượng nước đá ban đầu là \({m_2}\left( {{\rm{kg}}} \right)\).

Nhiệt độ cân bằng là \(t = {10^ \circ }{\bf{C}}.\)

Nhiệt lượng do \(0,1{\rm{\;kg}}\) hơi nước toả ra để ngưng tụ hoàn toàn ở \({100^ \circ }{\rm{C}}\) và nguội xuống \({10^ \circ }{\rm{C}}\) là:

\({Q_{{\rm{toa\;}}}} = {m_1}.L + {m_1}.{c_n}.\left( {100 - t} \right) = 0,1.2,{3.10^6} + 0,1.4200.\left( {100 - 10} \right) = 267800\left( {\rm{J}} \right)\)

Nhiệt lượng do \({m_2}\left( {{\rm{kg}}} \right)\) nước đá thu vào để tăng nhiệt độ từ \( - {4^ \circ }{\rm{C}}\) lên \({0^ \circ }{\rm{C}}\), nóng chảy hoàn toàn ở \({0^ \circ }{\rm{C}}\) và phần nước tạo thành tiếp tục tăng nhiệt độ từ \({0^ \circ }{\rm{C}}\) lên \({10^ \circ }{\rm{C}}\) là:

\({Q_{{\rm{thu\;}}}} = {m_2}.{c_d}.\left( {0 - \left( { - 4} \right)} \right) + {m_2}.\lambda + {m_2}.{c_n}.\left( {10 - 0} \right)\)

\({Q_{{\rm{thu\;}}}} = {m_2}.\left( {2100.4 + 3,{{4.10}^5} + 4200.10} \right) = 390400.{m_2}\;\left( J \right)\)

Áp dụng phương trình cân bằng nhiệt:

\({Q_{{\rm{toa\;}}}} = {Q_{{\rm{thu\;}}}} \Leftrightarrow 267800 = 390400.{m_2} \Rightarrow {m_2} \approx 0,68596\left( {{\rm{kg}}} \right) \approx 686\left( {\rm{g}} \right)\)

Giá trị này gần nhất với 686 g.

Câu 4

A. Hàn điện.                                             
B. Thực phẩm.    
C. Máy nén thủy lực.                                                              
D. Công nghiệp luyện kim.

Lời giải

Bạn cần đăng ký gói VIP ( giá chỉ từ 250K ) để làm bài, xem đáp án và lời giải chi tiết không giới hạn.

Nâng cấp VIP

Lời giải

Bạn cần đăng ký gói VIP ( giá chỉ từ 250K ) để làm bài, xem đáp án và lời giải chi tiết không giới hạn.

Nâng cấp VIP