Effekt i kärnkraftverk
Frågan som jag försöker lösa, lyder följande:
"Ett kärnkraftverk har under ett dygn förbränt 2.70 kg U-235.
Vilken medeleffekt har kärnkraftverket avgett under det dygnet om verkningsgraden är 40.0 %.
I genomsnitt frigörs 0.200 GeV per klyvning och en 235U-atom väger ca 235 u."
Tillsammans med dessa allternativ:
221 TW
88.4 TW
1.03 GW
2.81 TW
2.57 GW
Jag tänkte räkna ut effekten, P, med hjälp av formeln E=P/t . Först omvandlade jag 2,7 kg till enheten u, så jag kunde ta reda på hur många atomer som gått ut på 24 timmar. Efter det tog jag verkningsgraden multiplicerat med den genomsnittliga energin per klyvning. För att till sist kunna bryta ut effekten, P, se bifogad bild. Men jag har gjort något fel, för mitt svar är helt fel :)
Du skriver E = P/t men det är nog inte rätt. Effekt är väl energi per tidsenhet alltså P = E/t?
Bara så vi använder samma begrepp och symboler:
Energi, E mäts i Joule (J)
Effekt, P mäts i Watt (W)
W = J/s
Namen så pass, det har du ju helt rätt i!
Tror att jag fastnar ändå,
Jag tar 0.20 x 10^9 x 0,4 x 1,602 x10^-19 = E (använder 1,602 x10^-19 för att omvandla till joule)
Sen tänker jag att 86400= t (alltså 86400 s på ett dygn)
Så E/t blir 0.20 x 10^9 x 0,4 x 1,602 x10^-19 / 86400 = 1,45 x 10^16 W
Eller tänker jag fel
Oj jag glömde ju att lägga till antal atomkärnor som gick åt (6,9 x 10^24)
Då blir E=8,87 x 10^13
E/t= 8,87 x 10^13 / 86400 = 1,03 x 10^9 W = 1,03 GW
Ser det bättre ut? :)
Eftersom jag är kemist räknar jag med mol. Molmassan för 235U är 235 g/mol. Det betyder att det är 2700/235 = 11,49 mol atomer som sönderfaller på ett dygn (absolut inte förbränns - stod det möjligen "förbrukas" i uppgiften?) och om vi multiplicerar det med Avogadros tal 6,022.1023 får vi antalet atomer som sönderfallit. Det är 6,9.1024 atomer.
Varje sönderfall ger energin 0.200 GeV så alla atomerna ger energin 1,38.1033 eV. 1 eV = 1.602176634×10−19 J enligt Wikipedia, så energin motsvarar 221.1012 J. Detta var ju energin på ett dygn, så man behöver dela med antalet sekunder på ett dygn, d v s 86 400. Då får vi 2,6.109 W. Men verkningsgraden är 40 %, så vi får ut 1,02.109 W.
Du skriver för lite i din redogörelse. Jag kan förstå vad du har gjort fram till att du har räknat fram antalet atomer, men sedan hänger jag inte med längre. Jag gissar att du har räknat ut att varje atom ger 8.107 eV "nyttig" energi på första raden.
Jag kan inte se att du har räknat om energin från eV till SI-enheter, eller att du har tagit hänsyn till antalet sekunder på ett dygn, men eftersom du har skrivit så lite hänger jag inte med mer än så.
yes, 8x10^7 var den nyttiga energin, men om du kikar på mina två senaste svar till Thomas insåg han att jag hade vänt på effekt formeln, så jag behövde bara ta den nyttiga energin multiplicerat med antal atomkärnor och sedan omvandla det till Joule för att få fram energin :)
Och slutligen dividera detta med 86400 sek.
Alltså denna formel P = E/t
Och då fick jag samma svar som dig, så det verkar ju stämma, tack så mycket för hjälpen!
