Bom nhiệt hạch dùng phản ứng: 21D+31T→42He+n
Biết khối lượng của các hạt nhân D, T, He lần lượt là mD = 2,0136u; mT = 3,0160u; mHe = 4,0015u; khối lượng của hạt n là mn = 1,0087u. Cho biết năng suất tỏa nhiệt của TNT là 4,1kJ/kgvà 1u=931,4MeVc2. Năng lượng tỏa ra nếu có 1 kmol He được tạo thành do vụ nổ và năng lượng đó tương đương với lượng thuốc nổ TNT là:
Trả lời bởi giáo viên
Năng lượng toả ra khi tổng hợp nên 1 hạt nhân He là:
ΔE=(mD+mT−mHe−mn)c2⇒ΔE=(2,0136+3,0160−4,0015−1,0087).931,5=18,0711MeV
1kmolHe chứa số hạt nhân He là:
N=n.NA=103.6,02.1023=6,02.1026
Năng lượng toả ra khi tổng hợp nên 1kmol He là:
E=N.ΔE=6,02.1026.18,0711=1,09.1028MeV=1,74.1012kJ
Khối lượng thuốc nổ TNT cần dùng để có năng lượng tương đương là:
m=E4,1=1,74.10124,1=4,245.1011kg
Hướng dẫn giải:
+ Số nguyên tử chứa trong n (mol) chất: N=n.NA
+ Năng lượng toả ra của phản ứng: ΔE=(∑mtruoc−∑msau).c2
+ Nhiệt lượng do m (kg) thuốc nổ TNT toả ra: Q=m.q
Trong đó q (J/kg) là năng suất toả nhiệt.