Скільки води можна підігріти від 0 °с до кипіння за рахунок виділеної енергії при повному розпаду 2,38 г урану-235? вважайте, що внаслідок поділу кожного ядра урану виділяється енергія 3,2∙10-11 дж, а маса атома урану-235 дорівнює 3,9∙10-25 кг.

Справочные данные: свинец толщиной в 1 см задерживает γ-излучение на 50 %, железо толщиной в 3 см задерживает γ-излучение на 50 %.
E = E₀/2ⁿ
E₀ - исходная интенсивность излучения
Е - интенсивность излучения при прохождении вещества толщиной n = k/n₀
k - толщина вещества в см
n₀ - толщина вещества уменьшающая интенсивность на 50 %
для свинца n = 2 см / 1 см = 2
для железа n = 5 см / 3 см = 5/3
После прохождения свинцового экрана интенсивность станет
E₁ = E₀ / 2² = 0,25*E₀
Затем после прохождения железного экрана интенсивность станет
E = E₁ / 2^(5/3) = 0,25*E₀ / 2^(5/3)
E = E₀*(1/4) / 2^(5/3) = E₀ / (2² * 2^(5/3)) = E₀ / 2^(11/3)
E₀ / E = 2^(11/3) = корень куб.(2¹¹) = корень куб.(2⁹ *2²) = 2³ * корень куб.(2²) = 8 * корень куб.(4) ≈ 8*1,59 = 12,7 раза ослабнет излучение

N ≈ 1.57·10²³

Объяснение:

T = 315 K

<v> = 320 м/c

m = 20 г = 0,02 кг

Na = 6.022·10²³  1/моль - постоянная Авогадро

R = 8.31 Дж/(моль·К) - универсальная газовая постоянная

N - ?

По закону Клапейрона-Менделеева

pV = νRT

(р - давление, V - объём, ν - количество вещества)

ν = N/Na

pV = NRT/Na  (1)

Будем считать газ идеальным и одноатомным, тогда давление газа р можно вычислить как

р = nm₀<v>²/3 (n - концентрация, m₀ - масса молекулы)

n = N/V;  m₀ = m/N

Тогда

nm₀ = m/V

р = m<v>²/3V

и

pV =  m<v>²/3 (2)

Приравняем правые части уравнений (1) и (2)

NRT/Na = m<v>²/3

и выразим отсюда N

N =  m<v>²Na/3RT

N = 0.02 · 320² · 6.022·10²³ : (3 · 8.31 · 315)

N ≈ 1.57·10²³