КП: Энергия падения метеорита — различия между версиями
(→Решение) |
(→Решение) |
||
| Строка 55: | Строка 55: | ||
Тогда: | Тогда: | ||
| − | <math>E=\Delta m\cdot c^2 = 0,63 | + | <math>E=\Delta m\cdot c^2 = 0,63\cdot 10^{-11}</math>Дж |
Т.к. в данном случае распалось не 1 ядро, нужно посчитать количество ядер в 1 г урана. | Т.к. в данном случае распалось не 1 ядро, нужно посчитать количество ядер в 1 г урана. | ||
| Строка 63: | Строка 63: | ||
<math>N</math>-количество ядер в 1 грамме урана-235. | <math>N</math>-количество ядер в 1 грамме урана-235. | ||
| − | <math>N=\frac{m\cdot Na}{M} </math> | + | <math> N=\frac{m\cdot Na}{M} </math> |
| − | <math>Na=6,022\cdot 10^{23}</math> | + | <math>m=0,001<\math>кг |
| + | |||
| + | <math>Na=6,022 \cdot 10^{23}</math> | ||
| − | <math>m=0 | + | <math>m=0,001<\math>кг |
| − | <math>N\cdot E=1,62138\cdot 10^{10}</math> | + | <math>N\cdot E = 1,62138\cdot 10^{10}</math> |
== Обсуждение результатов и выводы == | == Обсуждение результатов и выводы == | ||
Версия 21:46, 3 июня 2013
А.М. Кривцов > Теоретическая механика > Курсовые проекты 2013 > Энергия падения метеорита
Курсовой проект по Теоретической механике
Исполнитель: Осокина Алена
Группа: 07 (20510)
Семестр: весна 2013
Содержание
Аннотация проекта
Проект посвящён исследованию энергии, выделяющейся при падении меторита в сопоставлении с другими наиболее известными источниками энергии высоких порядков.
Постановка задачи
1) Сравнить энергию, выделившуюся при столкновении метеорита с Землей с энергией ядерного распада.
2) Сравнить её же с энергией термоядерных реакций.
3) Установить, какие параметры вносят наибольший вклад в то, насколько большой будет выделившаяся энергия (высота падения, масса метеорита, etc)
Общие сведения по теме
Согласно теории относительности, масса представляет собой особую форму энергии, о чем и свидетельствует известная формула Эйнштейна . Из нее следует возможность преобразования массы в энергию и энергии в массу. В частности, часть массы атомного ядра может превращаться в энергию, и происходит это двумя путями. Во-первых, крупное ядро может распасться на несколько мелких — такой процесс называется реакцией распада. Во-вторых, несколько более мелких ядер могут объединиться в одно более крупное — это так называемая реакция синтеза. Реакции ядерного синтеза во Вселенной распространены очень широко — достаточно упомянуть, что именно из них черпают энергию звезды. Ядерный распад сегодня служит одним из основных источников энергии для человечества — он используется на атомных электростанциях. И при реакции распада, и при реакции синтеза совокупная масса продуктов реакции меньше совокупной массы реагентов. Эта-то разница в массе и преобразуется в энергию по формуле
Решение
Рассмотрим падение метеорита весом в 1 кг со 2-ой космической скоростью.
Энергию, выделившуюся при падении метеорита можно считать равной кинетической энергии:
( — 2-ая космическая скорость=11,2 км/с)
Дж.
Энергия распада урана: рассмотрим реакцию деления ядра урана-235. Ядро делится на два или 3 осколка (зависит от типа реакции)с меньшей суммарной массой с испусканием двух или трёх нейтронов.
При этом масса целого ядра до деления больше массы получившихся осколков. Разница составляет примерно 0.1 % массы разделившегося ядра, следовательно, в энергию переходит 0,1 % от первоначальной массы, т.е., в рассматриваемом случае, 0, 001 кг.
Энергия распада 1 ядра урана: ,
где — дефект масс (разность масс ядра и типичных продуктов распада).
Масса атома урана:235,043929 а.е.м.
Массовое число = 235 а.е.м.
а.е.м.
1 а.е.м. = кг
Тогда: Дж
Т.к. в данном случае распалось не 1 ядро, нужно посчитать количество ядер в 1 г урана.
Тогда вся выделившаяся энергия , где
-количество ядер в 1 грамме урана-235.
Обсуждение результатов и выводы
Как видно из результатов, приведённых выше, энергия, выделившаяся при падении метеорита массой в 1 кг со 2-ой космической скоростью будет на 2 порядка ниже, чем энергия ядерного распада 1 кг урана-235. Для того, чтобы сравниться по величине выделившейся энергии с реакцией ядерного распада, метеорит должен весить не менее 100 кг к моменту столкновения.
Для сравнения: энергия взрыва — от 13 до 18 килотонн в тротиловом эквиваленте. Энергия падения метеорита массой в 1 кг — килотонн. Соответственно, при столкновении с Землёй метеорита массой в 100 т произойдёт взрыв, превышающий по значению выделившейся энергии взрыв бомбы в Хиросиме. [[1]]
Ссылки по теме
- Новости науки и техники (падение метеорита под Челябинском)
- [[2]]
