Bonsoir,
On souhaite construire une centrale de production d'énergie. On hésite entre une centrale thermique classique et une centrale nucléaire. Pour savoir ce qui marche le mieux, on fait quelques petits calculs de production d'energie par les transformations suivantes :
a- combustion complete de fuel, assimilable à un hydrocarbure saturé à 16 atomes de carbone ;
b- combustion complete de charbon, composé uniquement de carbone ;
c- fission nucléaire d'uranium 235, produisant du strontium 94, du xénon 139 et des neutrons ;
d- fusion nucléaire de deutérium et de tritium, donnant de l'hélium 4 et un neutron.
Questions:
1- Pour chaque transformation envisagée, écrire son équation et déterminer l'énergie libérée par la réaction, en kilojoule par kilogramme de combustible utilisé. Conclure.
2- On choisit la fission et on construit une centrale qui produit 900 MW électrique et consomme chaque année 27 tonnes d'uranium enrichi à 3.7% en masse d'uranium 235. Déterminer son rendement.
On me donne aussi aussi des masses de noyaux et des énergies de dissociation de liaisons covalentes.
Pouvez-vous m'aider svp. Je ne comprends pas. Merci.
Energie
Modérateur : moderateur
Re: Energie
Bonsoir,Lupus TS a écrit :Bonsoir,
On souhaite construire une centrale de production d'énergie. On hésite entre une centrale thermique classique et une centrale nucléaire. Pour savoir ce qui marche le mieux, on fait quelques petits calculs de production d'energie par les transformations suivantes :
a- combustion complete de fuel, assimilable à un hydrocarbure saturé à 16 atomes de carbone ;
b- combustion complete de charbon, composé uniquement de carbone ;
c- fission nucléaire d'uranium 235, produisant du strontium 94, du xénon 139 et des neutrons ;
d- fusion nucléaire de deutérium et de tritium, donnant de l'hélium 4 et un neutron.
Questions:
1- Pour chaque transformation envisagée, écrire son équation et déterminer l'énergie libérée par la réaction, en kilojoule par kilogramme de combustible utilisé. Conclure.
2- On choisit la fission et on construit une centrale qui produit 900 MW électrique et consomme chaque année 27 tonnes d'uranium enrichi à 3.7% en masse d'uranium 235. Déterminer son rendement.
On me donne aussi aussi des masses de noyaux et des énergies de dissociation de liaisons covalentes.
Pouvez-vous m'aider svp. Je ne comprends pas. Merci.
Je vais simplement vous aider pour débuter la 1ère question; le a) assimile le fuel a un hydrocarbure saturé c-à-d un alcane ; il suffit donc de connaitre la formule générale d'un alcane et de l'appliquer dans ce cas, c-à-d pour 16 atomes de C. De plus une combustion se fait toujours en présence de dioxygène (contenu dans l'air); cette combustion donne du dioxyde de carbone et de la vapeur d'eau. Vous avez donc tout ce qu'il faut pour écrire les équations de a) et b).
c) voir votre cours sur la fission : bombardement de neutrons sur l'U 235, quand au d) il ne présente pas de difficulté.
Il vous faut ensuite calculer l'énergie libérée par combustion et par kg de combustible grâce à votre tableau...
-
Lupus
Re: Energie
Bonsoir,
Merci pour vos réponses, pour la c- j'ai trouvé une énergie libérée de 2.88x10^-11 Kilojoule par kilogramme de combustible utilisé.
Mais pour la question 2-, je ne vois pas comment faire. Pouvez-vous m'aider svp ? Merci.
Merci pour vos réponses, pour la c- j'ai trouvé une énergie libérée de 2.88x10^-11 Kilojoule par kilogramme de combustible utilisé.
Mais pour la question 2-, je ne vois pas comment faire. Pouvez-vous m'aider svp ? Merci.
Re: Energie
Bonjour,
Pour la question c) l'énergie que vous trouvez (une énergie libérée de 2.88x10^-11 Kilojoule) n'est pas l'énergie pour un kilogramme de combustible utilisé.
Vous avez commis une erreur.
Quand vous appliquez la formule de votre cours l'énergie que vous trouvez est l'énergie libérée pour un noyau d'uranium.
Si je n'ai pas fait d'erreur le résultat doit être de environ 2,95.10-11 J pour un noyau.
Ensuite pour la question 2) il faudra reprendre le résultat précédent.
Pour commencer il faut trouver combien de gramme d'uranium 235 il y a dans 3,7% de 27tonnes.
Comme vous connaissez la masse d'1 noyau d'uranium et la masse d'uranium utilisée pdt 1 an vous pouvez trouver le nombre de noyau d'uranium consommé en 1 an.
Et donc en déduire l'énergie produite si le rendement était de 100%.
Enfin, on vous donne la puissance 900MW, il faut donc trouver la relation entre P et E et comparer la valeur donnée à celle trouvée pour une production d'un an.
En espérant que cela va vous permettre de terminer votre exercice, n'hésitez pas à revenir en cas de doute.
Bon courage.
Pour la question c) l'énergie que vous trouvez (une énergie libérée de 2.88x10^-11 Kilojoule) n'est pas l'énergie pour un kilogramme de combustible utilisé.
Vous avez commis une erreur.
Quand vous appliquez la formule de votre cours l'énergie que vous trouvez est l'énergie libérée pour un noyau d'uranium.
Si je n'ai pas fait d'erreur le résultat doit être de environ 2,95.10-11 J pour un noyau.
Ensuite pour la question 2) il faudra reprendre le résultat précédent.
Pour commencer il faut trouver combien de gramme d'uranium 235 il y a dans 3,7% de 27tonnes.
Comme vous connaissez la masse d'1 noyau d'uranium et la masse d'uranium utilisée pdt 1 an vous pouvez trouver le nombre de noyau d'uranium consommé en 1 an.
Et donc en déduire l'énergie produite si le rendement était de 100%.
Enfin, on vous donne la puissance 900MW, il faut donc trouver la relation entre P et E et comparer la valeur donnée à celle trouvée pour une production d'un an.
En espérant que cela va vous permettre de terminer votre exercice, n'hésitez pas à revenir en cas de doute.
Bon courage.
Lupus a écrit :Bonsoir,
Merci pour vos réponses, pour la c- j'ai trouvé une énergie libérée de 2.88x10^-11 Kilojoule par kilogramme de combustible utilisé.
Mais pour la question 2-, je ne vois pas comment faire. Pouvez-vous m'aider svp ? Merci.