Question

1. Do chłodzenia turbiny w elektrowni jądrowej o mocy 2000 MW i sprawności 40% używa się wody o temperaturze 20 stopni C pobieranej z pobliskej rzeki, która zapewnia przepływ 50000l/s. Ciepło właściwe wody wynosi 4200 J/kg*stopień C. oblicz temperaturę wody wypuszczonej z powrotem do rzeki. Wskazówka: Sprawność elektrowni 40% oznacza, że 40% energii uzyskanej z paliwa (np. z rozszczepienia uranu lub spalania węgla) zostaje w elektrowni zamienione na energię elektryczną.

2. Agregat uranowy posiada moc 1MW. Ile gramów uranu (A=235, Z=92) zużywa on w ciągu 1 godziny, jeżeli przy rozpadzie jądra uranu wydziela się energia 200 MeV.

Baaaardzo zależy mi na drugim zadaniu, proszę o pomoc :)

Answer 1

1.

Energia jak jest przekazywana do rzeki w ciągu sekundy

η=0,4

P=2000 MW

 

60% początkowej energii  jest oddawane wodzie chłodzącej 

2000-->0,4

Pw-->0,6

Pw= 2000*0,6/0,4=3000 MW

 

Q=E=Pw*t= 3000*1=3000 MJ

Q=3*10^9 J

Energia (ciepło) pobrane przez wodę

Q=m*cw*(t-20)

 

Temperatura wody wylotowej

m*cw*(t-20)=3*10^12 J

t= (3*10^12+m*cw*20)/m*cw

V=50000 l=50 m^3

ρ=1000 kg/m^3

m=ρV

t= (3*10^9+ρV*cw*20)/ρV*cw

t= (3*10^9+1000*50*4200*20)/1000*50*4200=34,2857

T=34 C

 

2.

jeden nukleon waży 1,67*10^-27 kg=1,67*10^-24 g

mn=1,67*10^-24 g

 

Praca agregatu

P=1 MW

t=3600 s

W=Pt= 1*3600=3600 MJ

 

Zamienimy energię jądra na J

1 eV=1,6*10^-19 J

Ej= 200*1,6*10^-19=320*10^-19 MJ

 

Ilość jąder na gram

mj= 235*mn=235*1,67*10^-24=392,45*10^-24 g   masa jądra

n= 1/392,45*10^-24

n=2,54*10^21

 

Energia z grama uranu

Eg=n*Ej= 2,54*10^21*320*10^-19=81 280 MJ/g

  

Ilość gram zużytego uranu

m= W/Eg= 3600/81280

m=0,0443 g

 

sprawdzenie

 

W= m*n*Ej= 0,0443*2,54*10^21*320*10^-19=3 600,704 MJ