Ассоциация Наставников Олимпиадного Движения
Войти Регистрация
Вернуться назад
№101910

Вскипятим воду плутонием!
(для решения требуется авторизация)

Источник: Региональный этап ВсОШ

Энергия радиоактивного распада – очень перспективный вид энергии. Простой способ продемонстрировать её возможности показан на фотографии: на ней кусочек металлического плутония-239 помещен в стакан с водой, которая вскипает в результате нагревания выделяющейся из плутония энергией.
В дальнейших расчетах считайте, что вода нагревается равномерно, а скорость распада плутония постоянна и составляет 5.48∙1011 атомов/с на каждый моль 239Pu. Объём воды в стакане равен 2.0 л.

Справочная информация:
▪ плотность плутония ρ=19.84 г/см3;
▪ 1 ГДж=109 Дж;
▪ постоянная Авогадро NA=6.02∙1023 моль−1;
▪ теплоемкость воды c=4.184 Дж/(г∙°C);
▪ энтальпия испарения воды ∆Нисп=+44.0 кДж/моль;
▪ объём цилиндра V=πr2l, где l – высота, r – радиус основания.

  • Определите продукт mnХ распада плутония-239, согласно уравнению:

    23994Pu→mnХ+42He+506.0 ГДж/моль

    В ответе последовательно приведите значения m, n, X (символ элемента) с использованием кнопки "добавить поле".


    Решение задачи доступно только авторизованным пользователям — Войти

    Решение

  • Рассчитайте количество теплоты, Дж, выделяющейся каждую секунду из плутониевого цилиндра высотой 15 см и радиусом 2 см. 


    Решение задачи доступно только авторизованным пользователям — Войти

    Решение

  • Рассчитайте, сколько часов понадобится для нагрева воды в стакане от 20°С до температуры кипения. Считайте, что на нагрев воды идёт 90% всей выделяющейся теплоты.


    Решение задачи доступно только авторизованным пользователям — Войти

    Решение

  • Энергии радиоактивного распада достаточно и для химических превращений: 3% выделяющейся теплоты тратится на радиолиз воды по уравнению 2Н2О(ж.) → 2Н2(г.) + О2(г.). Рассчитайте энтальпию этой реакции, кДж/моль, если также известные энтальпии процессов с участием кислорода и водорода:

    H2(г.) → 2Н(г.) rH1=+436.0 кДж/моль
    (г.) → О2(г.)  rH2=−498.4 кДж/моль
    H2О(г.) → Н(г.) + ОН(г.)  rH3= +498.9 кДж/моль
    Н(г.) + О(г.) → ОН(г.) rH4= −428.2 кДж/моль


    Решение задачи доступно только авторизованным пользователям — Войти

    Решение

  • Какие количества (моль) гелия, водорода, кислорода и паров воды выделяются за час кипячения воды плутонием в описанном эксперименте?

    Численные значения представьте в виде стандартной формы записи числа вида n·10m и приведите соответсвующие знаечния.


    Решение задачи доступно только авторизованным пользователям — Войти

    Решение