fusion?
En familj som bor i villa konsumerar ca 25 MWh energi per år. Vi föreställer oss att denna energi kunde framställas i ett fusionskraftverk som utnyttjar kärnreaktionen H + H -> He + n, där H står här för deuterium, He för helium-3 och n för neutron. Vi antar också att verkningsgraden i fusionskraftverket är 30%. Hur många gram deuterium behövs varje år för att producera energi till denna familj?
Skulle verkligen behöva lite hjälp på traven här, med vart jag ska börja
Om man använder E = m*c^2
Innebär det att om 25 MWh = 9 x 10^10 J så är E = 9 * 10^10 J och c = ljushastigheten, så blir m
9 * 10^10 / (2,998*10^8)^2 ?
Fysikåsnan skrev:Om man använder E = m*c^2
Innebär det att om 25 MWh = 9 x 10^10 J så är E 9 * 10^10 J och c = ljushastigheten så blir m
9 * 10^10 / (2,998*10^8)^2 ?
Ja, det är massan som blir energi.
Men det behövs mer deuterium än så eftersom det bildas helium. Den massan är kvar. Slå upp i tabeller hur mycket det är.
Du menar alltså vikterna på de olika atomerna? , Deterium har väll 2,014u och 3.016u för He-3 och en neutron har väll 1,0087u
Det ser rimligt ut. Hur många u blir till energi för varje reaktion? Hur många gram motsvarar detta?
Deterium = 2,0141017778 u
He-3 = 3,0160293 u
Neutron = 1,0087 u
4,0282035556 u - ( 3,0160293 u + 1,0087 u) = 4,0282035556 u - 4,0247293 u = 0,0034742556 u
Det ser vettigt ut. Nästa steg: Hur många gram är 0,0034742556 u?
0,00347425556 * 1,661*10⁻²⁴
5.7707385*10^-24 g
Smaragdalena skrev:Det ser rimligt ut. Hur många u blir till energi för varje reaktion? Hur många gram motsvarar detta?
Vänta så efter 4,0282035556 u - ( 3,0160293 u + 1,0087 u) = 4,0282035556 u - 4,0247293 u = 0,0034742556 u blir endast 30% av detta till energi?
Ja, det är så mycket massa som blir till energi när det bildas en heliumatom. I inlägg #2 skrev du ett uttryck för hur stor massa som behöver bli till energi (men du räknade inte ut det, tror jag). Räkna ut den massan, och räkna ut hur många heliumatomer som behöver bildas för att det skall bli tillräckligt mycket energi.
m = E / c^2
E = 9 * 10^10 J
C^2 = 8,98755179 * 10^16 m^2 s^2
m = 9 * 10^10 J / (8,98755179 * 10^16 m^2 s^2) = m = 1.0013851 *10^26 (kg?)
Har jag missat något?
Du behöver skriva vad det är du räknar ut! Till exempel så här:
Einsteins formel E = mc2 => m = E / c^2
E = 9 * 10^10 J enligt texten
C^2 = 8,98755179 * 10^16 m^2 s^2
m = 9 * 10^10 J / (8,98755179 * 10^16 m^2 s^2) = m = 1.0013851 *10^26 (kg?)
Det behövs alltså att 1,0013851.1026 kg materia förvandlas till energi.
Det du har skrivit är korrekt, men du är inte färdig än. Du räknade ut att för varje heliumatom som bildas så blir 0,0034742556 u till energi. Hur många kg är detta (bäst att hålla sig till SI-enheter konsekvent)?
Fullt så många decimaler behöver man väl inte?
Hmm men om 0,00347425556 u är energin som blir till så ska man väll ta 30% av detta och det är
1.73074*10^-30 kg
Så 1,0013851*10^26 /(1.73074*10^-30 kg) ??
Fysikåsnan skrev:Hmm men om 0,00347425556 u är energin som blir till så ska man väll ta 30% av detta och det är
1.73074*10^-30 kg
Så 1,0013851*10^26 /(1.73074*10^-30 kg) ??
Nej, det är bara 30 % av energin som kan användas, så det behövs drygt 3 ggr så mycket som det teoretiska värdet. Ta inte så stora steg åt gången, och skriv ordentligt vad det är du räknar ut.
Jag börjar om ... E = m*c^2
m = E/c^2
E = 9 * 10^10 J / ( 8,99 * 10^16 m^2 s^2) = 1,0013851 * 10^26 kg
Vi har tidigare värden för respektive atomer
H + H -> He-3 + n = 0,0034742556 u
Vad gör jag nu?
Om 1 u = 931,5 MeV så är 0,0034742556 u = 3.2362690914 MeV ,, dvs att 3,2362690914 Mev konverterat till Joule = 3,2362690914 *( 1,602*10*^-19) J. = 5,1850769720208*10^-13 J
Fysikåsnan skrev:Om 1 u = 931,5 MeV så är 0,0034742556 u = 3.2362690914 MeV ,, dvs att 3,2362690914 Mev konverterat till Joule = 3,2362690914 *( 1,602*10*^-19) J. = 5,1850769720208*10^-13 J
Skriv vad det är du räknar ut! Jag orkar inte försöka trassla mig igenom det du har skrivit - och det skall inte din lärare behöva göra, heller. Det finns inte någon anledning att blanda in energienheten MeV här - gå direkt till joule istället.
Jag skulle börja med EN kärnreaktion, 2H+2H => 3He + 0n. Massorna är 2,014 u för 2H, 3,016 u för 3He och 1,0087 för 0n. Den totala massan före reaktionen är 4,028 u och efter är den 4,0247 u, så 0,0033 u har blivit till energi. 0,0033 u motsvarar ... kg. Enligt Einsteins formel E = mc2 motsvarar detta ... J. Denna energimängd frigjordes när två deuteriumkärnor reagerar, d v s det förbrukades 2 deuteriumatomer med en total massa på 4,028 u, d v s ... g. Det betyder att 1 g deuterium frigör ... J.
Den energimängd som familjen i villan konsumerar på ett år är ungefär 25 MWh. Detta motsvarar ... J. Om verkningsgraden hade varit 100 % skulle det ha behövts ... g deuterium, men eftersom verkningsgraden bara är 30 % behövs det istället ... g.
Fysikåsnan skrev:Jag börjar om ... E = m*c^2
m = E/c^2
E = ... = 1,0013851 * 10^26 kg
Nej. Det är ju enormt mycket.
Fysikåsnan skrev:
Du skriver fortfarande alldeles för lite om vad det är du beräknar.
Varför blandar du in enheten MeV? MeV är inte en massenhet, det är en enhet för energi. Det är alltså FEL att skriva att 3.23massasiffror är massan för den frigjorda energin, det är den frigjorda energin!
Du börjar också väldigt rörigt, först handlar det om hur mycket energi som förbrukas i villan (men det skriver du inte) och sedan hoppar du över till EN kärnreaktion (men det skriver du inte heller).
Nu har jag kommit 6 rader ner i din siffersallad, och nu orkar jag inte längre. Du kan bättre än så här!
