Inscription / Connexion Nouveau Sujet
Niveau première
Partager :

Energie/radiocativité uranium235

Posté par
Lucie2457
06-05-15 à 22:12

J'ai un exercice à faire mais Je bloque sur une seulement question .
Je n'aarive pas à faire le 5) c)
Pouvez vous m'aidez svp.
  Ce 5) c) est lié à la réponse du 1) j'ai trouvé 3,54.10^9J

Voici l'énoncé : 
 
Données :
 
On pourra admettre qu'un litre d'eau a une masse de 1 kg. La masse atomique du carbone est égale à : 12 g.mol^-1.
On donne les capacités thermiques massiques de l'eau sous forme liquide : 4,18.10^3 J.kg^-1.K^-1 et sous forme gazeuse : 1,90.10^3 J.kg^-1.K^-1.
Sous la pression atmosphérique normale, l'eau se transforme en vapeur à 100°C et l'enthalpie de vaporisation massique de l'eau, sous la pression atmosphérique normale est égale à 2257 kJ.kg^-1.
On conne : c = 3,00.10^8 m.s^-1.
 
Dans les centrales thermiques, on chauffe de l'eau soit grâce à la combustion d'un combustible fossile, soit grâce à la fission de l'uranium 235. La vapeur d'eau est envoyée, sous pression, sur une turbine qui, à son tour, entraîne l'alternateur qui produit le courant électrique.
 
1) Quelle énergie E faut-il fournir à 1m^3 d'eau, pris à 20°C, pour le transformer en vapeur d'eau à 600°C sous une pression de 1 bar.
 
2) La réaction C + O2 --> CO2 libère une énergie de 393 kJ pour une mole de carbone. En supposant que le charbon soit du carbone pur, quelle masse de charbon faut-il utiliser pour fournir l'énergie E calculée à la question 1 ?
 
3) La réaction CH4 + 2 O2 --> CO2 + 2 H2O libère une énergie de 37000 kJ pour 1 m3 de méthane. En supposant que le gaz naturel soit du méthane pur, quel volume de gaz naturel faut-il utiliser pour fournir l'énergie E calculée à la question 1 ?
 
4) La combustion d'un litre de pétrole produit une énergie d'environ 4,0.10^4 kJ. Quel volume de pétrole faut-il utiliser pour fournir l'énergie E calculée à la question 1 ?
 
5) Les noyaux d'uranium 235 subissent, dans le coeur du réacteur nucléaire, différentes réactions de fission, parmis lesquelles l'une des plus fréquentes est la suivante :
^235 92U + ^1 0n --> ^94 zSr + ^A 54Xe + 2 ^1 0n
 
a_ Après avoir rappelé les deux lois de conservation qui doivent être respectées, au cours d'une réaction nucléaire, vous calculerez le numéro atomique Z du strontium (Sr) et le nombre de masse A du xénon (Xe).
 
b_ On donne les masses du neutron : 1,674928.10^-27 kg et des noyaux d'uranium 235 : 3,9030.10^-25 kg ; de strontium : 1,5597.10^-25 kg et de xénon : 2,3238.10^-25 kg. Calculez l,'énergie libérée par la fission d'un noyau d'uranium, lors de cette réaction nucléaire.
 
c) En supposant que toutes les réactions de fission libèrent la même énergie, quelle masse d'uranium 235 faut-il utiliser pour fournir l'énergie E correspondant à la transformation d'un m^3 d'eau à 20°C en vapeur d'eau à 600°C ?
 

Posté par
quarkplus
re : Energie/radiocativité uranium235 07-05-15 à 07:13

Combien trouvez vous à 5b  ?
Si vous avez la réponse à 5b, vous trouvez facilement 5c  :
une fission "consomme " un atome de 235U  .

Posté par
Lucie2457
re : Energie/radiocativité uranium235 07-05-15 à 09:19

À la question 5 b) j'ai procédé comme suit :
(La masse d'un noyaux d'Uranium +la masse d'un neutron)-(la masse du strontium+la masse du xénon+la masse de deux neutrons) soit:

(3,9030.10^-25+1,674928.10^-27) - (1,5597.10^-25 + 2,3238.10^-25+ (2*1,674828.10^-27)) =2,751.10^-28J
Est-ce correct?
Je crois que pour le c) on fait alors:
3,54*10^9 / 2,751.10^-28= 1,29*10^37
Est-ce correct?

Merci de me répondre

Posté par
quarkplus
re : Energie/radiocativité uranium235 07-05-15 à 09:37

Je ne cherche pas votre erreur , mais une fission, c'est environ 2.9  10^-11 J ;
donc , vérifiez vos calculs , pour moi il manque un neutron émis : c'est 3 neutrons pour cette réaction
236 à gauche et 139 +94 +3 à droite pour être équilibrée .
Ensuite pour c/ , on vous demande une masse .

Posté par
Lucie2457
re : Energie/radiocativité uranium235 07-05-15 à 10:09

D'accord merci.
Mais vous pouvez m'aider en me montrant comment procéder pour le c) svp.
Je ne voi pas comment faire.

Posté par
quarkplus
re : Energie/radiocativité uranium235 07-05-15 à 10:17

pour 235U,  N (Avogadro) ont une masse de 235 g   .  

Posté par
Lucie2457
re : Energie/radiocativité uranium235 07-05-15 à 10:21

D'accord mais quelle sera alors le rapport entre la réponse de la question 5) b) et celle du 1)
je ne comprends pas bien.

Posté par
quarkplus
re : Energie/radiocativité uranium235 07-05-15 à 10:28

En un , vous avez besoin de joules .
En 5 b  , vous connaissez l'énergie d'une fission ;
En 5c , vous calculez le nombre de fissions nécessaires pour avoir la quantité en 1  .
Vous calculez la masse correspondante .

Posté par
Lucie2457
re : Energie/radiocativité uranium235 07-05-15 à 10:42

D'accord.
Donc
le nombre de fission nécessaire= (3,54*10^9)/(2,74*10^-11)=1,3.10^20
Soit la masse= 235*(1,3*10^20) =3,055.10^22g

Est-ce comme ça qu'il faut faire?

Posté par
Lucie2457
re : Energie/radiocativité uranium235 07-05-15 à 11:14

Aidez moi svp

Posté par
J-P
re : Energie/radiocativité uranium235 07-05-15 à 14:30

1)

Q = m * Ceau * (100 - T initiale) + Lv * m + m * cvap * (T finale - 100)
Q = 1000 * 4180 * (100 - 20) + 2257*10^3 * 1000 + 1000 * 1900 * (600 - 100) = 3,54.10^9 J
-----

5b)

Non seulement, il te manque un neutron à droite ... mais la masse que tu utilises pour le Xe(139) est fantaisiste.
... et puis tu oublies la multiplcation par c² pour trouver l'énergie ...

Des masses réalistes sont :

U(235) : 3,9029958.10^-25 kg

Xe(139) : 2,3068039.10^-25 kg

Sr(94) : 1,5595.10^-25 kg

n : 1,674928.10^-27 kg


U(235,92) + n(1,0) --> Sr(94,38) + Xe(139,54) + 3 n(1,0)

Delta m = (1,5595.10^-25 + 2,3068039.10^-25 + 3 * 1,674928.10^-27) - (3,9029958.10^-25 + 1,674928.10^-27) = -3,193.10-28 kg

E = Delta m * c² = -3,193.10^-28 * 299792458² = -2,87.10^-11 J (- 179 MeV)
-----
5c)

Nombre de fissions nécessaires : N = Q/|E| = ...

masse de U235 : m = N * masse d'un atome de U235 = ...

avec la masse d'un atome de U235 connue ( donnée depuis le début, soit 3,9029958.10^-25 kg)
-----
Sauf distraction.  



Mentions légales - Retrouvez cette page sur l'île de la physique - chimie
© digiSchool 2025

Vous devez être membre accéder à ce service...

Pas encore inscrit ?

1 compte par personne, multi-compte interdit !

Ou identifiez-vous :


Rester sur la page

Inscription gratuite

Fiches en rapport

parmi 245 fiches de physique

Désolé, votre version d'Internet Explorer est plus que périmée ! Merci de le mettre à jour ou de télécharger Firefox ou Google Chrome pour utiliser le site. Votre ordinateur vous remerciera !