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Enunciado

Física - Física para Cientistas e Engenheiros - Mecânica, Oscilações e Ondas, Termodinâmica: Volume 1 - 6ª Edição - Mosca, Tripler- Ed: 6º - Capítulo 7.1 - Ex. 75

Você está calculando as necessidades de combustível para uma pequena usina geradora de energia elétrica por fusão. Suponha uma conversão de 33 por cento em energia elétrica. Para a reação de fusão deutério-trítio (D-T) do exemplo 7-18, calcule o número de reações por segundo necessárias para gerar 1,00   k W de potência elétrica.

Passo 1

Olhando o exemplo mencionado pelo enunciado, vemos que a energia liberada em um única reação como essa é de 17,59   M e V .

Nosso objetivo é usar reações como essas para gerar 1,00   k W de potência elétrica, ou 1000 joules por segundo.

Então vamos converter a energia da reação para joules também:

17,59   M e V = 17,59   . 10 6   e V   1,602   .   10 - 19 J e V = 2,8   .   10 - 12   J

Passo 2

Como a eficiência de conversão para energia elétrica é de 33 % , a energia elétrica gerada por reação é:

E = 0,33 2,8.10 - 12 = 9,24   .   10 - 13   J

E se queremos gerar 10 3 joules por segundo, de quantas reações vamos precisar a cada segundo?

n E = 10 3

n = 10 3 9,24   .   10 - 13 ≅ 1,1   .   10 15   r e a ç õ e s / s e g

Resposta

Serão necessárias 1,1 . 10 15 reações por segundo.

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