Resolução das atividades complementares Física ... - WebTVMarista

22 (EEM-SP) A seguinte equação representa um possível processo de fissão nuclear:
235
92
1 139 94
U 1 n → Ba 1 Kr 1 ...
a) Complete-a.
b) Justifique o motivo pelo qual ela pode originar uma reação em cadeia.
0
Resolução:
a) 235 1 139 94
1
U 1 n → Ba 1 Kr 1 2 92 0 56 36 0n b) Os nêutrons liberados (2 1n)
podem se chocar com outros átomos de urânio.
0
56
23 (UFMT) A maioria das usinas nucleares utiliza a fissão do isótopo U-235 para a produção de
energia elétrica. Sabendo-se que a energia cinética dos fragmentos de fissão de cada átomo de U-235 é 200
milhões de eV (elétrons-volts), calcule quantos anos durariam 4,7 kg desse isótopo, admitindo-se que essa
quantidade fosse responsável para manter o fornecimento de energia de 1 MW. Arredonde o resultado para o
número inteiro mais próximo, se necessário.
Dados: 1 eV 5 1,6 ? 10219 J
Número de Avogadro 5 6 ? 1023 átomos por mol
Número de segundos num ano 5 32 milhões
Resolução:
A energia cinética de cada átomo de U-235 é:
Ec 5 200 ? 106 eV 5 200 ? 106 ? 1,6 ? 10219 J
Ec 5 3,2 ? 10211 J
O número de átomos (N) contidos em 4,7 kg de urânio é calculado por:
n
m
3 4,7 ? 10 g
5 → n 5
→ n 5 20 mols
M
235 g
1 mol —— 6 ? 1023 átomos → N 5 120 ? 1023 átomos
20 mols —— N
Logo, a energia total liberada é:
E 5 NE → E 5 120 ? 10 total c total 23 ? 3,2 ? 10211 J
E 5 3,84 ? 10 total 14 J
A energia fornecida de 1 MW corresponde a:
E 5 1 ? 106 W → E 5 1 ? 106 J/s → E 5 106 J/s
O tempo desse fornecimento é obtido por regra de três:
106 J —— 1 s 8 → t 5 3,84 ? 10 s
3,84 ? 1014 J —— t
Para o valor do tempo em anos, vem:
1 ano —— 32 ? 106 8
s 3,84 ? 10
→ T 5
6
T —— 3,84 ? 10 32 ? 10
8 s
T 5 12 anos
123
123
123
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