Присоединиться

11 класс·высокий уровень

Используя таблицу масс атомных ядер, вычислите энергию, освобождающуюся

Условие

Используя таблицу масс атомных ядер, вычислите энергию, освобождающуюся при синтезе 1 кг гелия из изотопов водорода — дейтерия и трития: 12H+13H2встепени(4)He+0встепени(1)n_1^{2} H +_1^{3} H\to_2 в степени ( 4 ) He +_0 в степени ( 1 ) n Массы атомных ядерАтомный номер | Название элемента | Символ изотопа | Масса атомного ядра изотопа | 1 | водород | 1встепени(1)H_1 в степени ( 1 ) H | 1,672610встепени(27)кг1,6726 \cdot 10 в степени ( - 27 ) кг | 1,00727а. е. м | 1 | водород | 12H_1^{2} H | 3,343710встепени(27)кг3,3437 \cdot 10 в степени ( - 27 ) кг | 2,01355а. е. м | 1 | водород | 13H_1^{3} H | 5,007510встепени(27)кг5,0075 \cdot 10 в степени ( - 27 ) кг | 3,01550а. е. м | 2 | гелий | 23He_2^{3} He | 5,006610встепени(27)кг5,0066 \cdot 10 в степени ( - 27 ) кг | 3,01493а. е. м | 2 | гелий | 2встепени(4)He_2 в степени ( 4 ) He | 6,644910встепени(27)кг6,6449 \cdot 10 в степени ( - 27 ) кг | 4,00151а. е. м | 13 | алюминий | 13встепени(27)Al_13 в степени ( 27 ) Al | 44,793710встепени(27)кг44,7937 \cdot 10 в степени ( - 27 ) кг | 26,97441а. е. м | 15 | фосфор | 15встепени(30)Р_15 в степени ( 30 ) Р | 49,768310встепени(27)кг49,7683 \cdot 10 в степени ( - 27 ) кг | 29,97008а. е. м |

  • | нейтрон | 0встепени(1)n_0 в степени ( 1 ) n | 1,675010встепени(27)кг1,6750 \cdot 10 в степени ( - 27 ) кг | 1,00866а. е. м | Критерии оценивания выполнения задания | Баллы | Приведено полное решение, включающее следующие элементы:I) записаны положения теории и физические законы, закономерности, применение которых необходимо для решения задачи выбранным способом;II) описаны все вновь вводимые в решении буквенные обозначения физических величин (за исключением обозначений констант, указанных в варианте КИМ, обозначений, используемых в условии задачи, и стандартных обозначений величин, используемых при написании физических законов);III) представлены необходимые математические преобразования и расчеты (подстановка числовых данных в конечную формулу), приводящие к правильному числовому ответу (допускается решение «по частям» с промежуточными вычислениями); IV) представлен правильный ответ с указанием единиц измерения искомой величины | 3 | Правильно записаны все необходимые положения теории, физические законы, закономерности, и проведены необходимые преобразования, но имеется один или несколько из следующих недостатков.Записи, соответствующие пункту II, представлены не в полном объеме или отсутствуют.И (ИЛИ)В решении имеются лишние записи, не входящие в решение, которые не отделены от решения и не зачеркнуты.И (ИЛИ)В необходимых математических преобразованиях или вычислениях допущены ошибки, и (или) в математических преобразованиях/вычислениях пропущены логически важные шаги.И (ИЛИ)Отсутствует пункт IV, или в нем допущена ошибка | 2 | Представлены записи, соответствующие одному из следующих случаев.Представлены только положения и формулы, выражающие физические законы, применение которых необходимо и достаточно для решения данной задачи, без каких-либо преобразований с их использованием, направленных на решение задачи. ИЛИВ решении отсутствует ОДНА из исходных формул, необходимая для решения данной задачи (или утверждение, лежащее в основе решения), но присутствуют логически верные преобразования с имеющимися формулами, направленные на решение задачи.ИЛИВ ОДНОЙ из исходных формул, необходимых для решения данной задачи (или в утверждении, лежащем в основе решения), допущена ошибка, но присутствуют логически верные преобразования с имеющимися формулами, направленные на решение задачи | 1 | Все случаи решения, которые не соответствуют вышеуказанным критериям выставления оценок в 1, 2, 3 балла. | 0 | Максимальный балл | 3 |

Ответ

Ответ и полный разбор откроются после входа

Посмотреть ответ

Решение по шагам

  1. Как рассуждать

    Решение. Для нахождения энергетического выхода ядерной реакции используем формулу ΔE=Δmc2\Delta E= \Delta m c^{2} Дефект массы ядерной реакции вычисляем по формуле, используя данные из таблицы \Delta m =m__1^{2} H + m__1^{3} H - m__2 в степени ( 4 ) He - m_n Δm=2,01355+3,015504,001511,00866=0,01888а.е.м\Delta m = 2,01355 + 3,01550 - 4,00151 - 1,00866=0,01888а. е. м или Δm=(3,3437+5,00756,64491,6750)10встепени(27)кг=3,1310встепени(29)кг\Delta m = ( 3,3437 + 5,0075 - 6,6449 - 1,6750 ) \cdot 10 в степени ( - 27 ) кг= 3,13 \cdot 10 в степени ( - 29 ) кг Δm=(3,3437+5,00756,64491,6750)10встепени(27)кг=\Delta m = ( 3,3437 + 5,0075 - 6,6449 - 1,6750 ) \cdot 10 в степени ( - 27 ) кг= =3,1310встепени(29)кг= 3,13 \cdot 10 в степени ( - 29 ) кг Δm=\Delta m = =(3,3437+5,00756,64491,6750)10встепени(27)кг== ( 3,3437 + 5,0075 - 6,6449 - 1,6750 ) \cdot 10 в степени ( - 27 ) кг= =3,1310встепени(29)кг= 3,13 \cdot 10 в степени ( - 29 ) кг Энергетический выход ядерной реакции можно рассчитать либо по формуле, либо с использованием переводного коэффициента 931,5 МэВ ΔE=0,01888931,5МэВ17,6МэВ\Delta E= 0,01888 \cdot 931,5МэВ\approx 17,6МэВ или ΔE=3,1310встепени(29)910встепени(16)Дж=2,81710встепени(12)Дж\Delta E= 3,13 \cdot 10 в степени ( - 29 ) \cdot 9 \cdot 10 в степени ( 16 ) Дж=2,817 \cdot 10 в степени ( - 12 ) Дж Найдем число N ядер в 1 кг гелия: N=mmНе=1кг6,644910встепени(27)кг1,510встепени(26)N= \frac{m}{m_Не} = \frac{1кг}{6,6449 \cdot 10 в степени ( - 27 ) кг} \approx 1,5 \cdot 10 в степени ( 26 ) Тогда искомое количество энергии, выделяющейся при синтезе E=ΔEN17,61,610встепени(13)1,510встепени(26)Дж4,210встепени(14)ДжE=\Delta E \cdot N\approx 17,6 \cdot 1,6 \cdot 10 в степени ( - 13 ) \cdot 1,5 \cdot 10 в степени ( 26 ) Дж\approx 4,2 \cdot 10 в степени ( 14 ) Дж или E=ΔEN2,81710встепени(12)1,510встепени(26)Дж4,210встепени(14)ДжE=\Delta E \cdot N\approx 2,817 \cdot 10 в степени ( - 12 ) \cdot 1,5 \cdot 10 в степени ( 26 ) Дж\approx4,2 \cdot 10 в степени ( 14 ) Дж Ответ: 4,210встепени(14)Дж4,2 \cdot 10 в степени ( 14 ) Дж

Осталось ещё 1 шаг

  1. Полный разбор с проверкой ответа

Получить полное решение

Бесплатно · займёт минуту

Другие задачи по теме «Электродинамика. Квантовая физика (расчетная»