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 N_A=6.02∙10²³ моль⁻¹;
▪ теплоемкость воды c=4.184 Дж/(г∙°C);
▪ энтальпия испарения воды ∆Н_исп=+44.0 кДж/моль;
▪ объём цилиндра V=πr²l, где l – высота, r – радиус основания.

• Определите продукт ^m_nХ распада плутония-239, согласно уравнению:

  ²³⁹₉₄Pu→^m_nХ+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

  Смотреть решение

  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

  Смотреть решение

  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

  Смотреть решение

  Решение

• Энергии радиоактивного распада достаточно и для химических превращений: 3% выделяющейся теплоты тратится на радиолиз воды по уравнению 2Н₂О_(ж.) → 2Н_2(г.) + О_2(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
  2О(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

  Смотреть решение

  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·10^m и приведите соответсвующие знаечния.

  
  

  Решение задачи доступно только авторизованным пользователям — Войти

  Смотреть решение

  Решение