Форум сайта alsak.ru

Задачи и вопросы по физике => Атомная и ядерная => Ядерная физика => : Hoper 25 November 2011, 06:30

: месячный расход ядерного горючего при работе этого двигателя
: Hoper 25 November 2011, 06:30

Здравствуйте уважаемый преподаватель.
Получил задачу на дом. Для меня она оказалось не такой уж простой как я думал. Помогите мне пожалуйста. Её требуется решить всеми возможными методами и способами, которые можно тут применить в данном условии задачи.
Очень надеюсь, что Вы мне поможете хоть как-то.

Мощность двигателя атомного судна составляет 15 МВт, его
КПД равен 30%. Определить месячный расход ядерного горючего при
работе этого двигателя. Считать, что при каждом акте деления ядра
урана-235 выделяется энергия 200 МэВ.

: Re: месячный расход ядерного горючего при работе этого двигателя
: alsak 25 November 2011, 07:07

КПД двигателя

η = A_p/A_z,

где η = 30% = 0,30, A_p = Р⋅t — полезная работа двигателя, Р = 15⋅10⁶ Вт, t = 1 мес = 30⋅24⋅3600 с = 2,592⋅10⁶ с (пусть в месяце будет 30 дней),
A_z = N⋅E₁ — затраченная работа, равная энергии, выделившейся при ядерной реакции, N — число распавшихся за время t ядер, Е₁ = 200 МэВ = 200⋅1,6⋅10^–13 Дж = 3,20⋅10^–11 Дж — энергия, выделяемая при делении одного ядра.

Число распавшихся ядер равно
\[ N=\frac{m}{M} \cdot N_{A}, \]
где М = 235⋅10^–3 кг/моль (урана-235), N_A = 6,02⋅10²³ моль^–1 — постоянная Авогадро. Тогда
\[ \eta =\frac{P\cdot t\cdot M}{m\cdot N_{A} \cdot E_{1}}, \;\;\; m=\frac{P\cdot t\cdot M}{\eta \cdot N_{A} \cdot E_{1}}, \]
m = 1,6 кг.

: Re: месячный расход ядерного горючего при работе этого двигателя
: Hoper 25 November 2011, 07:16

КПД двигателя

η = A_p/A_z,

это тоже самое, что и отношение электрической энергии к тепловой энергии.

Я правильно думаю?

А можно это как-нибудь формулами зафиксировать в решении?

Если есть ещё другие способы её решения - напишите пожалуйста. Мне требуетс её решить всеми возможными способами и методами - всеми-всеми.

: Re: месячный расход ядерного горючего при работе этого двигателя
: alsak 25 November 2011, 08:27

: Hoper  25 November 2011, 07:16

КПД двигателя

η = A_p/A_z,

это тоже самое, что и отношение электрической энергии к тепловой энергии.

Я правильно думаю?

По определению: КПД двигателя - это отношение полезной работы к затраченной. А дальше, чему равна полезная работа, чему затраченная - зависит от двигателя.

: Hoper  25 November 2011, 07:16

А можно это как-нибудь формулами зафиксировать в решении?

А это  как? В моем решении вы формул не видите?

: Hoper  25 November 2011, 07:16

Если есть ещё другие способы её решения - напишите пожалуйста. Мне требуетс её решить всеми возможными способами и методами - всеми-всеми.

Вам показали один из способов, дальше пробуйте сами. Решить задачу всеми-всеми способами не возможно.
Если придет в голову другое решение - напишу. Возможно, что-нибудь предложат другие посетители.