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 1 7 5   M W , giúp tàu phá lớp băng

22/28

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 $175 M W$ , giúp tàu phá lớp băng dày đến $3 m$ . Lò phản ứng này sử dụng năng lượng từ sự phân hạch của ${}_{92}^{235} U$ , mỗi phân hạch sinh ra năng lượng trung bình $203 M e V$ . Cho khối lượng mol của nguyên tử ${}_{92}^{235} U$ là $235 g / m o l$ .

Năng lượng trung bình tỏa ra từ một phân hạch hạt nhân $_{92}^{235} U$ là $324, 8.10^{- 19} J$ .

ĐúngSai

Nếu lò phản ứng hoạt động liên tục với công suất trên, trong 1 ngày đêm, khối lượng $_{92}^{235} U$ mà mỗi lò phản ứng tiêu thụ xấp xỉ $1, 82 k g$ .

ĐúngSai

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 $1 k g$ $_{92}^{235} U$ phân hạch hoàn toàn bằng năng lượng nhiệt tỏa ra khi đốt cháy hoàn toàn khoảng $3$ tấn than đá.

ĐúngSai

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 $0^{°} C$ là $334 k J / k g$ , nhiệt dung riêng của băng là $2100 J / (k g . K)$ . Với năng lượng nhiệt tỏa ra khi $1 k g$ $_{92}^{235} U$ phân hạch hoàn toàn sẽ làm nóng chảy khối băng ở nhiệt độ $- 1 0^{°} C$ có khối lượng $6, 2.1 0^{7} k g$ .

ĐúngSai

Giải thích

a) Sai. $Δ E = 203.1, 6.1 0^{- 13} = 3, 248.1 0^{- 11} J$

b) Sai.

Năng lượng mà mỗi lò tạo ra trong $1$ ngày đêm: $Q = P t = 175.1 0^{6} . 24.60.60 = 1, 512.1 0^{13} J$

Số mol urani đã phân hạch: $n = \frac{N}{N_{A}} = \frac{\frac{Q}{Δ E}}{N_{A}} = \frac{\frac{1, 512.1 0^{13}}{3, 248.1 0^{- 11}}}{6, 02.1 0^{23}} \approx 0, 77 m o l$

Khối lượng tiêu thụ: $m = n M = 0, 77.0, 235 \approx 0, 18 k g$

c) Sai. $n = \frac{m}{M} = \frac{1 0^{3}}{235} = \frac{200}{47} m o l$

$N = n N_{A} = \frac{200}{47} . 6, 02.1 0^{23} \approx 2, 56.1 0^{24}$

$Q_{t} = N Δ E = 2, 56.1 0^{24} . 3, 248.1 0^{- 11} \approx 8, 3.1 0^{13} J$

$m_{t} = \frac{Q_{t}}{q} = \frac{8, 3.1 0^{13}}{27.1 0^{6}} \approx 3, 1.1 0^{6} k g \approx 3, 1.1 0^{3}$ tấn

d) Sai. Năng lượng có ích là $Q_{c} = H Q_{t} = 0, 25.8, 3.10^{13} \approx 2, 08.10^{13} J$ .

Năng lượng cần cho $m_{b} = 6, 2.10^{7} k g$ băng từ $- 10^{°} C$ đến nước $0^{°} C$ là

$Q_{b} = m (c Δ t + λ) = 6, 2.1 0^{7} . (2100.10 + 334.1 0^{3}) \approx 2, 2.1 0^{13} J$ .

Vì $Q_{c} < Q_{b}$ nên băng không tan hết

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 1 7 5 &#x2009; M W , giúp tàu phá lớp băng

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 1 7 5 M W , giúp tàu phá lớp băng