Номер 6, страница 279 - гдз по физике 9 класс учебник Пёрышкин, Гутник

6. Какие процессы происходят во втором контуре реактора? Какие преобразования энергии происходят при получении электрического тока на атомных электростанциях?

5. Во втором контуре ядерного реактора, который является нерадиоактивным и изолирован от первого, происходят процессы, цель которых — преобразовать тепловую энергию в механическую. Эти процессы составляют замкнутый пароводяной цикл:

1. Нагрев и парообразование. В специальном теплообменнике, называемом парогенератором, вода второго контура получает тепло от горячего теплоносителя (например, воды под высоким давлением) из первого контура. Из-за этого нагрева вода во втором контуре закипает и превращается в пар высокого давления.
2. Расширение пара и вращение турбины. Полученный пар по паропроводам подается на лопатки паровой турбины. Расширяясь, струи пара давят на лопатки и приводят ротор турбины в быстрое вращение. На этом этапе внутренняя (тепловая) энергия пара преобразуется в механическую энергию вращения.
3. Конденсация пара. Пройдя через турбину и отдав ей свою энергию, пар с пониженным давлением и температурой поступает в конденсатор. В конденсаторе он охлаждается водой из третьего (охлаждающего) контура, который может быть связан с рекой, озером или градирней. В результате охлаждения пар конденсируется и снова становится жидкой водой.
4. Возврат воды. Сконденсированная вода с помощью мощных насосов снова подается в парогенератор, и цикл начинается заново.

Ответ: Во втором контуре реактора происходит парообразование (вода превращается в пар в парогенераторе), работа пара (пар вращает турбину), конденсация (пар охлаждается и превращается обратно в воду) и перекачка воды насосами обратно в парогенератор.

6. При получении электрического тока на атомных электростанциях (АЭС) происходит следующая цепочка преобразований различных видов энергии:

1. Ядерная энергия → Тепловая энергия. Основа работы АЭС — управляемая цепная ядерная реакция деления тяжелых атомных ядер (например, урана-235) в активной зоне реактора. При делении выделяется колоссальная энергия связи ядра, которая, согласно соотношению Эйнштейна $E = \Delta m c^2$, переходит в кинетическую энергию осколков деления и нейтронов. Эта энергия быстро преобразуется в тепловую энергию, которая разогревает теплоноситель первого контура.
2. Тепловая энергия → Механическая энергия. Тепловая энергия от теплоносителя первого контура через парогенератор передается воде второго контура, превращая ее в пар. Пар под высоким давлением направляется на лопатки турбины. Потенциальная и внутренняя энергия сжатого и нагретого пара преобразуется в кинетическую энергию вращательного движения ротора турбины.
3. Механическая энергия → Электрическая энергия. Турбина соединена общим валом с ротором электрического генератора. Вращение ротора генератора в магнитном поле статора приводит к возникновению явления электромагнитной индукции. В результате механическая энергия вращения преобразуется в электрическую энергию, то есть в обмотках генератора возникает электрический ток.

Таким образом, итоговая цепь преобразований на АЭС выглядит следующим образом: Ядерная энергия → Тепловая энергия → Механическая энергия → Электрическая энергия.

Ответ: На атомных электростанциях ядерная энергия, выделяющаяся в реакторе, преобразуется в тепловую энергию пара, тепловая энергия пара преобразуется в механическую энергию вращения турбины, а механическая энергия в генераторе преобразуется в электрическую энергию.