用阿伏加德罗常数联系微观量与宏观量。
U受中子轰击时会发生裂变,产生Ba和Kr,同时放出200兆电子伏特的能量。现要建设发电能力是50万千瓦的核电站,用铀235作为原子锅炉的燃料。假设核裂变释放的能量全部被用来发电,那么一天需要纯铀235的质量为多大?(阿伏加德罗常数取6.02×1023/摩尔)
解析:核电站每一天的发电量为:
E=Pt=50×104×103×24×3 600 J=4.32×1013 J.
据题意知,核电站一天的发电量就等于发电站在一天时间内铀235裂变所释放的总能量,故核电站每天所消耗的铀235核的个数为:
n==
=1.35×1024个。
故发电站每一天需要的纯铀235的质量为:
m=·M=×235×10-3 kg≈0.527 kg。
答案:0.527 kg
夸 克 模 型 [例2] 已经证实,质子、中子都是由称为上夸克和下夸克的两种夸克组成的,上夸克带电为e,下夸克带电为-e,e为电子所带电量的大小,如果质子是由三个夸克组成的,且各个夸克之间的距离都为l,l=1.5×10-15 m。试计算质子内相邻两个夸克之间的静电力(库仑力)。
[解析] 质子带电为+e,所以它是由2个上夸克和1个下夸克组成的。按题意,三个夸克必位于等边三角形的三个顶点处,这时上夸克与上夸克之间的静电力应为
Fuu=k=k 。
代入数值,得Fuu≈46 N,为斥力。
上夸克与下夸克之间的静电力为
Fud=k=k 。
代入数值,得Fud≈23 N,为引力。
[答案] 上夸克间静电力Fuu=46 N,为斥力 上、下夸克间静电力Fud=23 N,为引力。