Билет 14.

1. Во сколько раз теплотворная способность урана-235 больше теплотворной способности каменного угля с теплотворной способностью 7000 ккал/кг?

Масса ядра урана равна:m=235*1,67*10^-27кг=4*10^-25кг;

Энергия:q=200МэВ=3,2*10^-11Дж;

Энергоемкость урана равна:q/m=0,82*10¹⁴Дж/кг;

Энергоемкость каменного угля:7000ккал/кг=29,3МДж/кг=29,3*10⁶Дж/кг;

Во сколько раз:(0,82*10¹⁴Дж/кг)/ (29,3*10⁶Дж/кг)=279863481 раза.

2. Экономическая эффективность и кпд преобразования тепловой энергии в электрическую.

Преобразование тепловой энергии происходит по схеме "Тепло - Электроэнергия". Это термоэлектрические, термоэмиссионные и магнитогидродинамические генераторы, солнечные батареи и др.

Простейшим количественным критерием для сравнения эффективности различных методов преобразования энергии служит коэффициент полезного действия (КПД), обозначаемый греческой буквой η («эта»), равный количеству совершенной полезной работы W, отнесенной к полному количеству затраченной энергии Q: η = W/Q. Термоэлектрические генераторы КПД около 3-5% ,термоэмиссионные до 20%, МГД-генераторы до 55%, солнечные батареи около 9-24%.

Экономической эффективностью технических средств называют степень соответствия их условию, заключающемуся в том, что эффект от использования средств должен окупить затраты на их разработку, производство и эксплуатацию за заданное время.

Билет 15

1. Дано: P_э=1000 МВт; η_э =10%=0,1; q=250 Вт/м²

Найти: S; Решение: P_э = η_э* q*S следовательно S= P_э /( η_э* q); S=1*10⁹ / (0,1*250)=0,04*10⁹ м² = 40 км²

Ответ: S=40 км²

2. Выход из этой российской энергоэкономической беспросветности был начат в 70-х годах, когда был взят курс на высокие энерготехнологии – ядерные. Их экономические показатели не зависят ни от климата, ни от места использования. АЭС как бы предрасположены именно к уникальным географическим особенностям России. Топливная составляющая электроэнергии АЭС почти в 10 раз меньше, чем на тепловых электростанциях. Себестоимость электроэнергии АЭС устойчиво ниже, чем у РАО «ЕЭС России» (монопольно владеющей традиционной электроэнергетикой и электрическими сетями). За 1996 год она составила 70 рублей за кВт.час – вдвое дешевле, чем у лучших станций РАО «ЕЭС России». Другой пример: железные дороги России, обеспечивающие 80% ее грузооборота, потребляют 5% электроэнергии, из которых 90% потребляется железными дорогами Европейской части. АЭС, вырабатывающие 13% электроэнергии и расположенные здесь же, могли бы взять на себя электроснабжение железных дорог вдвое более дешевой электроэнергией, чем она приобретается по тарифам из энергосистем РАО «ЕЭС России». Это позволило бы на 35-40% снизить стоимость тонно-километра и цены на билеты. Тем самым выгоду от дешевой электроэнергии АЭС получило бы народное хозяйство, а не РАО «ЕЭС России». Выход один – федеральный оптовый рынок электрической энергии (ФОРЭМ). Только он поощряет дешевое энергопроизводство и не поощряет дорогое. Еще один – военный – аспект. Существует вероятность разрушения АЭС любым, даже обычным оружием. Это сопровождалось бы глобальным выбросом радиоактивности планетарного масштаба. Поэтому наличие АЭС во всех развитых странах (в значительно большем масштабе, чем в СССР) обеспечивает стратегическую стабильность равновесия возмездия. Это гарантирует национальную безопасность развития ядерной энергетики в любой стране. Чего нельзя сказать об обычных электростанциях: чем больше их доля в электроэнергетике страны, тем больший риск их поражения и больший ущерб для ее экономики в случае их разрушения. Таким образом, ядерно-энергетические технологии являются единственным средством для прямого и опосредованного решения проблем экономики, экологии и достижения главной социальной цели государства – повышения благосостояния народа. Ядерные источники энергии – они и только они – позволят сохранить и упрочить ныне угасающую национальную идею – веру в вечность России.

Билет 16.

1. Во сколько раз теплотворная способность урана-235 больше теплотворной способности нефти с теплотворной способностью 8000 ккал/кг?

Масса ядра урана равна:m=235*1,67*10^-27кг=4*10^-25кг;

Энергия:q=200МэВ=3,2*10^-11Дж;

Энергоемкость урана равна:q/m=0,82*10¹⁴Дж/кг;

Энепгоемкость нефти равна 8000ккал/кг;1ккал/кг=4,19кДж/кг;

8000*4,19кДж/кг=33520кДж/кг=33520*10³Дж/кг;

Во сколько раз: (0,82*10¹⁴Дж/кг)/(33520*10³Дж/кг)=2,446301*10⁶=2446301 раз.

2. Часто в литературе встречается такой параметр как время (или период) удвоения t2. Это такой период времени, за который установленная мощность возрастает в два раза, то есть

W(t+t2)=2W(t), или W0 exp(kt + kt2) = 2W0 exp(kt), exp(kt2) = 2, t2 =ln2/2=0,693/k

k-темп роста. Как видно, период удвоения меньше периода t: t2 » 0,7 t.

Найдем теперь связь этих параметров с относительным приростом величины W. Увеличение (абсолютный прирост) мощностей ΔW за произвольный период времени Δt составляет ΔW = W(t + Δt) – W(t) = W₀exp(kt + kΔt) - W₀exp(kt) = W₀exp(kt){ exp(kΔt) -1}.

Отсюда находим относительный прирост мощностей за период Δt: