题目内容

3.假设每个铀核裂变时平均释放能量200MeV,则每1千克铀238核裂变释放的能量相当于多少千克煤完全燃烧释放的能量?(已知煤的燃烧值是3.4×107(J/Kg)

分析 本题的关键是明确根据质能方程求解核能的方法,和根据煤的热值的有关换算,即可求解.

解答 解:根据一个铀238原子核裂变后释放的能量为△E=200MeV.
1kg铀238中含原子核的个数为
N=$\frac{m}{{M}_{U}}$NA=$\frac{1{0}^{3}}{238}$×6.02×1023≈2.53×1024
则1kg铀235原子核发生裂变时释放的总能量
△EN=N△E=2.53×1024×200MeV≈5.06×1026 MeV
设q为煤的热值,m为煤的质量,有△EN=qm,
所以m=$\frac{△{E}_{N}}{q}$=$\frac{5.06×1{0}^{26}×1{0}^{6}×1.6×1{0}^{-19}}{3.4×1{0}^{7}}$kg=2.38×106Kg;
答:相当于2.38×106Kg煤完全燃烧释放的能.

点评 理解爱因斯坦质能方程的含义和应用,以及与能量守恒定律的综合应用是解决有关核反应问题的关键.

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