当前课程知识点:大学物理——电磁学 > 第二章 静电场中的导体和电介质 > 2.8 静电场的能量 > 2.8.6 核裂变能的估算
下面再看一道例题
核裂变能是当前很有前途的新能源
现在
核裂变能已经为人类
提供了总能耗的约6%
裂变时
释放的核能基本上就是静电能
已知铀核带电量为92e
可以近似认为它
均匀分布在
一个半径为7.4乘上10的-15(次方)m的球体内
当铀核对称裂变后
产生两个相同的钯核
各带电为46e
总体积和原来一样
设 这两个钯核也可以看成为球体
请估算一下
铀核裂变的能量
首先我们用电场的能量公式
来求真空中
一个均匀带电的球体的静电能
已知其半径为R
电荷的体密度为ρ
我们曾经利用高斯定理求得
均匀带电的球体产生的场强分布为
在球体内
在球体外
径向方向单位矢量
故 静电能为
由于场强是分区的
所以这个积分分成两部分
一部分为
另一部分为
取体积元为
半径为r 厚度为dr的球壳
则dV等于
再把电能密度we用
1/2 ε0 E的平方来表示
并把各个区域的场强代入 则
积分出来的结果为
在此基础上
我们就可算出铀核的静电能
对于铀核来说
其电荷体密度ρ等于
铀核所带的电量92e
除以一个半径为R的球体的体积
所以
W也可以表示为
代入数值算出结果为
也可以看成球体
当它们分离很远时
它们的总静电能又是多少
这一裂变释放出的静电能是多少
此时
两个相同的钯核的总的静电能
其中的半径R’
根据总体积和原来一样
得到的关系
来确定
最后算出来的结果为
这一裂变释放出的静电能是
每个铀核都这样对称裂变计算
一公斤铀裂变后释放出的静电能
容易算出
这是相当巨大的
至此
静电学部分我们就讲完了
下一周
我们将进入磁学部分的学习
快乐物理将继续为你奉献
-大学物理绪论
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-电磁学引言
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-1.1 库仑定律
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-1.6 利用高斯定理求静电场的分布
-1.6 利用高斯定理求静电场的分布——小测验
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-1.7 静电场的环路定理 电势
--1.7.3 电势
-1.7 静电场的环路定理 电势——小测验
-1.8 场强积分法求电势
-1.8 场强积分法求电势——小测验
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-2.1 导体的静电平衡条件
-2.1 导体的静电平衡条件——小测验
-2.2 静电平衡时导体上电荷的分布
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-2.3 静电屏蔽——小测验
-2.4 有导体存在时静电场量的计算
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-2.5 静电场中的电介质
-2.5 静电场中的电介质——小测验
-2.6 有电介质时的高斯定理
-2.6 有电介质时的高斯定理——小测验
-2.7 电容 电容器
-2.7 电容 电容器——小测验
-2.8 静电场的能量
-2.8 静电场的能量——小测验
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-3.1 稳恒电流
-3.1 稳恒电流——小测验
-3.2 磁场 磁感应强度
--3.2.3磁感线
-3.3 毕奥—萨伐尔定律
-3.3 毕奥—萨伐尔定律——小测验
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-3.4 磁场的高斯定理和安培环路定理
-3.4 磁场的高斯定理和安培环路定理——小测验
-3.5 磁场对载流导线的作用
--3.5.1安培力
--3.5.5电磁炮
--3.5.6磁矩
--3.5.7磁力矩
-3.5 磁场对载流导线的作用——小测验
-3.6 磁场对运动电荷的作用
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-4.1 法拉第电磁感应定律——小测验
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-4.2 动生电动势——小测验
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-4.3 感生电动势及感生电场——小测验
-4.4 感生电动势例题
-4.4 感生电动势例题——小测验
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-4.5 涡电流及电磁阻尼——小测验
-4.6 互感与自感
-4.6 互感与自感——小测验
-第四章 电磁感应 麦克斯韦方程组--WEEK9 作业
-4.7 磁场的能量和能量密度
-4.7 磁场的能量和能量密度——小测验
-4.8 麦克斯韦方程组 电磁波
-4.8 麦克斯韦方程组 电磁波——小测验
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