核能|前方核能:1g核反应物,能炖熟多少牛肉?( 二 )
关于能量的单位 , "MeV"和"J"之间满足以下换算关系:
可以得到 , 1g氘和氚完全聚变大约能释放出3.36e11J能量 。
再让我们看看核裂变 , 也拿可能你萌大概率听说过的铀235举例 。 铀235主要采用中子轰击诱发裂变反应 , 如图所示 , 随着入射中子的能量不同 , 裂变子核也不同;但随着中子能量增加 , 裂变子核质量数趋向于对称 。
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(U235的热中子诱发裂变 , 来源:知乎)
假设铀235裂变产物为锶和氙 , 反应方程如下:
同时 , 铀235裂变还会产生几个中子 , 以及差不多200MeV的能量 。 一个铀235的质量约为235u , 那么1g铀235中大约有2.56e21个核子 。 则对于1g铀235 , 则能够释放出2.56e21·200MeV约为5.12e23MeV的能量 , 大约为8.19e10J 。
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(U235的裂变 , 来源:SME-Talk)
我们可以查到 , 1kg标准煤燃烧所释放的热量为2.93e7J , 也就是说2.8吨标准煤燃烧所释放的热量量才等于一克铀235完全裂变所释放的能量 。
如果把对比物换成木柴就更令人咋舌了 , 需要将近7吨的木柴完全燃烧才能够等同于一克铀235完全裂变所释放的能量!
如果核能···炖牛肉
NOIMAGINATION
这不是牛年了吗 , 相宁有个不成熟的小想法——如果用氘核聚变产生的能量炖牛肉 , 能做熟多少牛肉呢?
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首先 , 我们需要知道一些常数 。 我们选取处于冻点以上的25摄氏度室温、含水量70%以上的新鲜牛肉的比热容约为:
为了健康和安全着想 , 无论是吃火锅涮肉、还是牛排烧烤 , 我们都要吃全熟的牛肉哦 。 此时的牛肉 , 被加热到100摄氏度 。
则 , 将1Kg牛肉从25摄氏度室温加热到100摄氏度 , 需要的能量为:
下面 , 我们要做几个理想情况的假设——
1 , 假设原子核100%反应;
2 , 假设核能转化为热能时不产生其他能量散失 , 转化效率也是100%;
3 , 假设采用核能加热牛肉时 , “火候”能量均匀、时间把控精准 , 牛肉各部位薄厚均匀 , 且均同时达到一定温度;
4 , 考虑到如果是炖牛肉 , 需要先加热水和锅;如果是烤牛肉 , 还要在漆黑的夜晚温暖周围的空气 。 因此假设能量损耗能达到30%;
5 , 同时 , 不考虑比如制备氚的能量消耗、产生裂变中子的能量消耗以及其他各种恼人的核反应条件 。
下面 , 就是揭晓答案的时刻————
1g氘和氚能炖熟多少牛肉呢?
1g铀又能炖熟多少牛肉呢?
这样看来 , 1g核反应物产生的核能能炖上千吨牛肉 。
所以 , 核能炖牛肉 , 必然真香!
而且 , 核聚变产物更加清洁 , 炖出的牛肉也会干净纯香!十里飘香!
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(来源:搜狐网)
写在最后的话——
边学边玩 , 开心为主 。
如有雷同 , 纯属巧合 。 如有疏忽 , 不吝赐教 。
祝大家牛气冲天、牛年大吉!
2021年实现火锅自由、烤串自由、牛排自由!
参考文献:
[1]百度百科:核能.
[2]百度百科:核裂变.
[3]百度百科:核聚变.
[4]https://www.zhihu.com/question/314325813/answer/614484289.
[5]常用食品比热.
[6]李会超.“核能”的威力[J].百科探秘(航空航天),2021(Z1):62-67.
[7]张岩峰.核聚变[J].中国科技术语,2020,22(06):112.
[8]王建强,戴志敏,徐洪杰.核能综合利用研究现状与展望[J].中国科学院院刊,2019,34(04):460-468.
[9]俞微微.计算猪肉、牛肉和鳕鱼的热物理性质的经验公式[J].大连水产学院学报,2000(01):50-54.
编辑:夏至
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