電験三種 電験三種の過去問解説

【ヒント掲載で使い易い】電験三種(電力)の過去問題集2019★動画と図でやさしく解説

2019年10月28日

電験三種の過去問解説(電力):2019年(令和元年)問4
核分裂と同等の熱量を得るために必要な石炭量(計算)

1gのウラン235が核分裂し、0.09%の質量欠損が生じたとき、これにより発生するエネルギーと同じだけの熱量を得るのに必要な石炭の質量の値[kg]として、最も近いものを次の(1)~(5)のうちから一つ選べ。
ただし、石炭の発熱量は\(2.51×10^4kJ/kg\)とし、光束は\(3.0×10^8m/s\)とする。

(1)16 (2)80 (3)160 (4)3200 (5)48000

出典元:一般財団法人電気技術者試験センター

+ ヒントを見る

核分裂エネルギーの公式

\(E=mc^2[J]\)

質量欠損m[kg]←単位に注意!
光速c[m/s]


スポンサーリンク

過去問の解説

核分裂エネルギーの公式を覚えていれば解ける簡単な計算問題です。

質量欠損の単位に注意して計算しましょう!

step
1
核分裂エネルギーを求める

核分裂エネルギーの公式

\(E=mc^2[J]\)

質量欠損m[kg]←単位に注意!
光速c[m/s]

質量欠損は問題文より『1gのウラン235が核分裂し、0.09%の質量欠損が生じた』と記載されているため、単位に注意しながら核分裂エネルギーの公式に代入しましょう。

\(E=1×10^{-3}×0.0009×{(3×10^8)}^2[J]\)

  \(=81×10^9[J]\)

  \(=81×10^6[kJ]\)

step
2
核分裂同等の熱量を得るのに必要な石炭の質量

問題文より、石炭の発熱量は\(2.51×10^4kJ/kg\)です。

『発熱量 × 石炭量』で求められる石炭の熱量が、核分裂エネルギーと等しくなることを式で表しましょう。

\(2.51×10^4×t=81×10^6\)

       \(t=\displaystyle\frac{81×10^6}{2.51×10^4}\)

       \(t=3227[kg]\)

したがって、最も近い(4)が正解です。

次のページへ >

-電験三種, 電験三種の過去問解説
-

© 2020 電トレブログ! Powered by AFFINGER5