Fysik

Mellemstort kraftværk og kernekraftværk leverer elektrisk energi, Vejen til Fysik B2, Opgave 111, Side 123, (Knud Erik Nielsen og Esper Fogh)

11. februar kl. 16:51 af ca10 - Niveau: B-niveau

Opgave 111

Jeg kan se at denne opgave er blevet stillet i 2012 og 2014 og er mathon har svaret på spørgsmålene.

Baggrunden for at jeg stiller spørgsmål til samme opgave er, at svarene til spørgsmål a), b), og c) er næsten ens med facitlisten, mens svarene d), e) er der ikke noget svar og f) er der forskel svarene og facitlisten.

Et mellem stort kraftværk leverer 1000 Mw elektrisk energi med en nyttevirkning på 50 %.

a). Hvor meget elektrisk energi leverer værket på et år ?.

Mit forsøg:

Eårlig = p • t = ( 60 • 60 • 24 • 365 ) • 1000 • 106 W = 3,1536 • 1016 J= 3,15 • 1016 J

09. januar 2012 af mathon
   A.
     Eårlig = P·t = (1 GW) · (365,25 døgn) · (24 h/døgn) = 3,156·1016 J = 3,156·1010 MJ = 8766 GWh

Det samme som facitlisten side 208

b). Hvor meget kul med brændværdien 27,2 MJ / kg afbrænder værket på et år ?

Mit forsøg:

Med en nytteværdi på 50 % må der skulle bruges dobbelt så meget kul for at fremstille 1000 MW

mkul = 2 • ( 3,156·1010 MJ ) / (27,2 MJ / kg ) = 2 • ( 3,156 • 1010 MJ ) / ( 27,2 MJ / kg )

        =  2320588235 kg ≈ 2,321 • 109 kg ≈ 2,32 • 109 kg

09. januar 2012 af mathon

 mkul = 2·(3,156·1010 MJ) / (27,2 MJ/kg) = 2,321·109 kg = 2,321 mio. ton

Det samme som facitlisten.

I et kerne kraftværk med samme effekt og nyttevirkning kommer energien fra fission af U - 236 ved processer som denne:

235             1           236             143                91                1

       U      +    n  →          U  →          Ba     +        Kr    +     2  n    +   Q

  92             0             92               56                36                 0

c. Bestem Q - værdien.

Mit forsøg:

I DATABOG fysik  kemi ( 11. udgave 1 oplag 2007) har jeg følgende

U - 235

Z         N          A         m/u

92      143      236     235,043929

----------------------------------------------

U - 236

Z         N          A         m/u

92     144       236     236,045568

----------------------------------------------

Ba - 143

Z         N          A         m/u

56       87      143       142,960627

---------------------------------------------

Kr - 91

Z         N          A         m/u

36      55         91       90,92345

---------------------------------------------

n -1 ( Kilde: Neutron - Wikipedia, den frie encyklopædi )

Z         N          A         m/u

0          1          1        1,00866491597

--------------------------------------------------

Jeg bestemmer:

Δ m  =  mBa  +  mKr  +   2 • mn - ( mU + mn )

        =  142,920627 + 90,2345 + 2 • 1,00867 -  235,043929 - 1,00867

        = - 0,19182 u 

         = -0,19182 • 1,660 • 10-27 kg •  ( 3,00 • 108 m / s )2

         = 2,86128 • 10-11 J   

Bestemmer Q - værdien

Q = - Δm • c2 

    = 0,19182u • 931,5 MeV /u = 178,6 Mev = 178 MeV

Det samme som facitlisten

d. Hvor mange U - 235 kerne omsættes på et år?

Hvis kernekraftværket skal leverer 1000 W elektrisk energi og nytteværdien er 50 % må der skulle bruge dobbelt så mange kerner

Antal u - 235 kerner omsat på et år

N = 2 • ( 3,15 • 1016 J / |AM| = 2 • ( 3,15 • 1016 J / 2,86128 • 10-11 J ) = 2,2018 • 1027

06. april 2014 af mathon

Antal 235U-kerner pr år:

N = 2 • 3,15 • 1016 J / 2,85648 • 10-11 J = 2,20551• 1027 

I facitlisen er facit 1,77 • 1027 stk 

Der må være en fejl i facitlisten.

e: Beregn massen af omsatt U - 235.

Mit spørgsmål er hvordan beregner man massen af U - 235 ?

I facitlisten er facit 690 kg

f. Hvor meget masse omsættes til energi på et år?

Svar #7
06. april 2014 af mathon
årlig masseomsætning:

( 2,20551 • 1027 ) • ( 0,191399 u ) = 4,22133 • 1036 u = 0,701 kg

I facitlisten er facit 0,35 kg

Der må være en fejl i facitlisten. For hvis nytteværdien er 50 % og der skal leveres 1000 MW skal der vel omsættes 0,35 kg • 2 = 0,700 kg masse til energi på et år.

På forhånd tak

                                


                                  

                              


                                  


Skriv et svar til: Mellemstort kraftværk og kernekraftværk leverer elektrisk energi, Vejen til Fysik B2, Opgave 111, Side 123, (Knud Erik Nielsen og Esper Fogh)

Du skal være logget ind, for at skrive et svar til dette spørgsmål. Klik her for at logge ind.
Har du ikke en bruger på Studieportalen.dk? Klik her for at oprette en bruger.