При ядерном распаде, внутренняя энергия ядер переходит в кинетическую энергию осколков ядра и излучение. Эти осколки, попадая в поглощающее тело (например воду) нагревают ее, то есть кинетическая энергия переходит во внутреннюю энергию воды. Эта вода, без непосредственного контакта, через теплообменник) нагревает воду во вторичной системе, испаряя ее. То есть внутренняя энергия воды переходит во внутреннюю энергию пара. Давление во второй системе растет, и молекулы пара приобретают большую кинетическую энергию. Попадая на турбину они вращают ее. То есть кинетическая энергия пара переходит в кинетическую энергию турбины. Турбина вращает ротор генератора - еще один переход кинетической энергии одного тела в кинетическую энергию другого. В генераторе, кинетическая энергия ротора переходит в электрическую.
Массу природного газа переведем в СИ 200г=0,2кг по таблице найдем удельную теплоту сгорания природного газа q=41*10^6Дж/кг рассчитаем количество теплоты, которое выделяется при сгорании топлива по формуле Q=qm Q=0,2кг*41*10^6 Дж/кг=8,2*10^6 Дж V=10 л=0,01 м^3 m=V*ρ, плотность воды найдем по таблице 1000 кг/м^3 m=1000 кг/м^3*0.01м^3=10 кг Используя формулу КПД КПД=Qпол./Qзатр.*100% выразим Qпол=КПД*Qзатр./100% Q пол=40%*8,2*10^6 Дж/100%=32,8*10^5 Дж Количество теплоты, необходимое для нагревания воды находится по формуле Q=cm(t2-t1) ⇒ t1=t2-Q/cm t2 =100 градусов С - температура кипения воды с=4200 Дж/кг*градус С - удельная теплоемкость воды (табличное значение) t1=100 градусов С - 32,8*10^5 Дж/4200 Дж/кг*градус С*10 кг=100-78=22 градуса С
по таблице найдем удельную теплоту сгорания природного газа q=41*10^6Дж/кг
рассчитаем количество теплоты, которое выделяется при сгорании топлива по формуле
Q=qm
Q=0,2кг*41*10^6 Дж/кг=8,2*10^6 Дж
V=10 л=0,01 м^3
m=V*ρ, плотность воды найдем по таблице 1000 кг/м^3
m=1000 кг/м^3*0.01м^3=10 кг
Используя формулу КПД КПД=Qпол./Qзатр.*100% выразим Qпол=КПД*Qзатр./100%
Q пол=40%*8,2*10^6 Дж/100%=32,8*10^5 Дж
Количество теплоты, необходимое для нагревания воды находится по формуле Q=cm(t2-t1) ⇒ t1=t2-Q/cm
t2 =100 градусов С - температура кипения воды
с=4200 Дж/кг*градус С - удельная теплоемкость воды (табличное значение)
t1=100 градусов С - 32,8*10^5 Дж/4200 Дж/кг*градус С*10 кг=100-78=22 градуса С