Giải vật lí 12: Bài tập 4 trang 203 sgk

Bài tập 4: trang 203 - sgk vật lí 12

Xét phản ứng

$_{1}^{2}\textrm{H}+_{1}^{2}\textrm{H}\rightarrow _{2}^{3}\textrm{He}+_{0}^{1}\textrm{n}$

a) Xác định năng lượng tỏa ra bởi phản ứng đó ( tính ra MeV và ra J ).

b) Tính khối lượng đơteri cần thiết để có thể thu được năng lượng nhiệt hạch tương đương với năng lượng tỏa ra khi đốt 1 kg than.

Cho biết:

$_{1}^{2}\textrm{H}=2,0135u$

$_{2}^{3}\textrm{He}=3,0149u$

$_{0}^{1}\textrm{n}=1,0087u$

Bài làm:

Năng lượng tỏa ra khi đốt 1kg than là 30 000kJ.

Xét phản ứng:

$_{1}^{2}\textrm{H}+_{1}^{2}\textrm{H}\rightarrow _{2}^{3}\textrm{He}+_{0}^{1}\textrm{n}$

a) Năng lượng tỏa ra:

W = ( m_H + m_H - m_He - m_n ).c²

= ( 2,0135u + 2,0135u - 3,0149u - 1,0087u).c²

= 3,4.10^-3.u.c² = 3,4.10^-3.931,5MeV = 3,1671 MeV

= 3,1671.1,6.10^-13J = 5,07.10^-13(J)

b) Mỗi phản ứng cần 2 hạt $_{1}^{2}\textrm{H}$ và cho ra một hạt$_{2}^{3}\textrm{H}$

Đốt 1kg than cho 3.10⁷J tương đương với năng lượng tỏa ra bởi N hạt $_{2}^{3}\textrm{H}$

N= $\frac{3.10^{7}}{5,07.10^{-13}}$ =5,917.10¹⁹hạt

Mỗi phản ứng cần 2 hạt $_{1}^{2}\textrm{H}$ :

Khối lượng Dơteri tổng cộng phải cần đến là:

M= $\frac{(2N).A}{N_{A}}=\frac{2.5,917.10^{19}.2}{6,023.10^{23}}=3,93.10^{-4}g=3,93.10^{-7}kg$

Cập nhật: 07/09/2021

Xem thêm bài viết khác