Задания
Версия для печати и копирования в MS Word
Задания Д32 C3 № 3057

Вычислите массу радиоактивных продуктов деления ядер урана, накапливающихся в ядерном реакторе тепловой мощностью 3 умножить на 10 в степени левая круглая скобка 9 правая круглая скобка Вт за сутки, принимая выделение энергии при делении ядра урана 235 равным 200 МэВ.

Спрятать решение

Решение.

№ этапа Содержание этапа решения Чертёж, график, формула Оценка этапа в баллах
1 Масса продуктов деления равна произведению массы m_0 ядра урана на число N ядер, испытавших деление за 1 сутки:  m=Nm_0. 1
2 Для определения числа N ядер найдем энергию, выделяющуюся в ядерном реакторе за сутки:

Энергия E_0, выделяющаяся при делении одного ядра урана, равна:

 E=Pt, E=3 умножить на 10 в степени 9 Вт умножить на 86400c\approx

\approx 2,6 умножить на 10 в степени левая круглая скобка 14 правая круглая скобка Дж.

 

 E_0=200 умножить на 1,6 умножить на 10 в степени левая круглая скобка минус 13 правая круглая скобка Дж=

=3,2 умножить на 10 в степени левая круглая скобка минус 11 правая круглая скобка Дж

1
3 Число N ядер, испытавших деление за 1 сутки, равно:

Вычисляем массу N ядер урана:

 N= дробь: числитель: E, знаменатель: E_0 конец дроби = дробь: числитель: 2,6 умножить на 10 в степени левая круглая скобка 14 правая круглая скобка , знаменатель: 3,2 умножить на 10 в степени левая круглая скобка минус 11 правая круглая скобка конец дроби \approx 8,1 умножить на 10 в степени левая круглая скобка 24 правая круглая скобка .

 

m\approx 8,1 умножить на 10 в степени левая круглая скобка 24 правая круглая скобка умножить на 235 умножить на 1,66 умножить на 10 в степени левая круглая скобка минус 27 правая круглая скобка кг\approx

\approx 3,2кг.

1
Максимальный балл 3

Спрятать критерии
Критерии проверки:

Критерии оценивания выполнения заданияБаллы
Приведено полное решение, включающее следующие элементы:

I) записаны положения теории и физические законы, закономерности, применение которых необходимо для решения задачи выбранным способом (в данном случае — формула Эйнштейна для связи массы и энергии, формула дефекта массы);

II) описаны все вновь вводимые в решении буквенные обозначения физических величин (за исключением обозначений констант, указанных в варианте КИМ, и обозначений величин, используемых в условии задачи);

III) проведены необходимые математические преобразования, приводящие к правильному ответу;

IV) представлен правильный ответ.

3
Правильно записаны все необходимые положения теории, физические законы, закономерности и проведены необходимые преобразования. Но имеются следующие недостатки.

Записи, соответствующие пункту II, представлены не в полном объёме или отсутствуют.

ИЛИ

Лишние записи, не входящие в решение (возможно, неверные), не отделены от решения (не зачёркнуты, не заключены в скобки, рамку и т. п.).

ИЛИ

В необходимых математических преобразованиях или вычислениях допущены ошибки, и (или) преобразования/вычисления не доведены до конца.

ИЛИ

Отсутствует пункт IV, или в нём допущена ошибка.

2
Представлены записи, соответствующие одному из следующих случаев.

Представлены только положения и формулы, выражающие физические законы, применение которых необходимо для решения задачи, без каких-либо преобразований с их использованием, направленных на решение задачи, и ответа.

ИЛИ

В решении отсутствует одна из исходных формул, необходимая для решения задачи (или утверждение, лежащее в основе решения), но присутствуют логически верные преобразования с имеющимися формулами, направленные на решение задачи.

ИЛИ

В одной из исходных формул, необходимых для решения задачи (или в утверждении, лежащем в основе решения), допущена ошибка, но присутствуют логически верные преобразования с имеющимися формулами, направленные на решение задачи.

1
Все случаи решения, которые не соответствуют вышеуказанным критериям выставления оценок в 1, 2, 3 балла.0
Максимальный балл3
Спрятать решение · ·
Гость 12.05.2012 11:48

а как вы нашли m-нулевое ?

Гость

Добрый день!

Поскольку в данной задаче не требуется особо большой точности, все вычисления достаточно выполнить приближенно. Массу ядра урана тогда можно найти следующим образом: умножить 1 а.е.м на атомное число, то есть на число нуклонов, на 235 (эта величина будет совсем незначительно отличаться от реальной массы, которую уже надо искать в справочнике).

Переводной коэффициент а.е.м в килограммы можно найти в справочной таблице в начале варианта (у нас: раздел Справочник).

Гость 21.05.2012 20:47

E=Pt

энергия приравнена к работе?

так везде можно сделать?

Гость

Добрый день!

Работа и энергия измеряются в одинаковых единицах, и это не с проста. Я затрудняюсь дать Вам общий рецепт, скажу только, что работа обычно равна изменению энергии системы.

Например, в механике, полная механическая энергия системы сохраняется, если на систему не действует внешних сил, совершающих работу (сами силы при этом могут быть, главное, чтобы они не совершали работы). Скажем, для заряженной частицы в однородном магнитном поле выполняется закон сохранения полной механической энергии, хотя на нее и действует сила Лоренца (поскольку сила Лоренца всегда перпендикулярна скорости частицы, ее работа всегда равна нулю).

Ежели на систему действуют силы, совершающие работу, то эта работа и равна изменению энергии системы. Например, брусок, который скользит по шероховатой поверхности. Работа силы трения (она отрицательна) приводит к уменьшению кинетической энергии бруска.

Мария Павельченко 04.05.2014 19:39

Мы ищем массу ко­неч­ных продуктов. По идее она равна массе из­на­чаль­ных про­дук­тов минус де­фект масс. По­че­му мы её при­рав­ни­ва­ем к массе из­на­чаль­ных продуктов?

Сергей Никифоров

Здравствуйте!

В данной задаче наша цель не найти количество выделившейся энергии в ходе реакции, а найти массу получившихся продуктов. Действительно, их массы будут отличаться на величину дефекта масс, но она пренебрежимо мала по сравнению с массой ядер урана и массой продуктов распада.