Потенциа́льная эне́ргия {\displaystyle U({\vec {r}})} — скалярная физическая величина, представляющая собой часть полной механической энергии системы, находящейся в поле консервативных сил.
Потенциальная энергия зависит от положения материальных точек, составляющих систему, и характеризует работу, совершаемую полем при их перемещении[1]. Другое определение: потенциальная энергия — это функция координат, являющаяся слагаемым в лагранжиане системы и описывающая взаимодействие элементов системы[2].
Объяснение:
Дано:
P = 320 МВт = 320·10⁶ Вт
t = 1 год ≈ 32·10⁶ c
η = 36% или η = 0,36
M = 235·10⁻³ кг/моль - молярная масса урана-235:
Nₐ = 6,02·10²³ моль⁻¹ - число Авогадро
m - ?
1)
Известно, что при распаде одного ядра U-235 выделяется
Q₀ = 200 эВ энергии, или
Q₀ = 200·1,6·10⁻¹⁹ = 3,2·10⁻¹⁷ Дж.
Возьмем массу урана m₁ = 1 кг
Тогда число ядер:
N = m₁·Nₐ / M = 1·6,02·10²³ / (235·10⁻³) ≈ 2,56·10²⁴
Выделившаяся энергия:
Q₁ = N·Q₀ ≈ 2,56·10²⁴·3,2·10⁻¹⁷ ≈ 82·10⁶ Дж
2)
Выработанная энергия на АЭС за год с учетом КПД:
Q = P·t / η = 320·10⁶·32·10⁶ / 0,36 ≈ 2,84·10¹⁶ Дж
И тогда необходимая масса урана-235:
m = Q / Q₁ = 2,84·10¹⁶ / 82·10⁶ ≈ 350·10⁶ кг
Потенциа́льная эне́ргия {\displaystyle U({\vec {r}})} — скалярная физическая величина, представляющая собой часть полной механической энергии системы, находящейся в поле консервативных сил.
Потенциальная энергия зависит от положения материальных точек, составляющих систему, и характеризует работу, совершаемую полем при их перемещении[1]. Другое определение: потенциальная энергия — это функция координат, являющаяся слагаемым в лагранжиане системы и описывающая взаимодействие элементов системы[2].
Виды энергии: