Cho phản ứng hạt nhân:
\({}_{1}^{2}D+{}_{1}^{2}D\to {}_{2}^{3}He+{}_{0}^{1}n\)
Biết độ hụt khối của \({}_{1}^{2}D\) và \({}_{2}^{3}He\) lần lượt là \(\Delta {{m}_{D}}=0,0024u;\,\,\Delta {{m}_{He}}=0,0505u\), cho \(1u=931,5\,\,MeV/{{c}^{2}};\,\,{{N}_{A}}=6,{{022.10}^{23}}\,\,mo{{l}^{-1}}\). Nước trong tự nhiên có chứa \(0,015\% \,\,{D_2}O\), nếu toàn bộ \({}_{1}^{2}D\) được tách ra từ \(1\,\,kg\) nước làm nhiên liệu dùng cho phản ứng trên thì tỏa ra năng lượng là
Trả lời bởi giáo viên
Năng lượng tỏa ra từ 1 phản ứng là:
\(\begin{align}& \Delta E=\left( \Delta {{m}_{He}}+\Delta n-2.\Delta {{m}_{D}} \right).{{c}^{2}} \\& \Rightarrow \Delta E=\left( 0,0505+0-2,0,0024 \right).931,5 \\& \Rightarrow \Delta E=42,57\,\,\left( MeV \right)=6,{{811.10}^{-12}}\,\,\left( J \right) \\\end{align}\)
Khối lượng \({{D}_{2}}O\) có trong \(1\,\,kg\) nước là:
\({{m}_{{{D}_{2}}O}}=1000.0,015%=0,15\,\,\left( g \right)\)
Số phân tử \({{D}_{2}}O\) có trong \(1\,\,kg\) nước là:
\(N=\frac{m}{{{M}_{{{D}_{2}}O}}}.{{N}_{A}}=\frac{0,15}{20}.6,{{022.10}^{23}}=4,{{5165.10}^{21}}\) (phân tử)
Mỗi phản ứng cần dùng 1 phân tử \({{D}_{2}}O\). Năng lượng tỏa ra khi tổng hợp từ \(1\,\,kg\) nước là:
\(\begin{align}& E=N.\Delta E=4,{{5165.10}^{21}}.6,{{811.10}^{-12}} \\& \Rightarrow E=3,{{0762.10}^{10}}\,\,\left( J \right)=30,{{762.10}^{6}}\,\,\left( kJ \right) \\\end{align}\)
Hướng dẫn giải:
Năng lượng tỏa ra từ 1 phản ứng: \(\Delta E=\left( \Delta {{m}_{He}}+\Delta n-2.\Delta {{m}_{D}} \right).{{c}^{2}}\)
Số phân tử \({{D}_{2}}O\): \(N=\frac{m}{{{M}_{{{D}_{2}}O}}}.{{N}_{A}}\)
Tổng năng lượng tỏa ra: \(E=N.\Delta E\)
Câu hỏi khác
- Đề thi giải quyết vấn đề - đề số 1 Giải quyết vấn đề Đánh giá năng lực Đại học Quốc gia thành phố Hồ Chí Minh có lời giải chi tiết
- Đề thi giải quyết vấn đề - đề số 7 Giải quyết vấn đề Đánh giá năng lực Đại học Quốc gia thành phố Hồ Chí Minh có lời giải chi tiết
- Đề thi giải quyết vấn đề - đề số 2 Giải quyết vấn đề Đánh giá năng lực Đại học Quốc gia thành phố Hồ Chí Minh có lời giải chi tiết
- Đề thi giải quyết vấn đề - đề số 6 Giải quyết vấn đề Đánh giá năng lực Đại học Quốc gia thành phố Hồ Chí Minh có lời giải chi tiết
- Đề thi giải quyết vấn đề - đề số 3 Giải quyết vấn đề Đánh giá năng lực Đại học Quốc gia thành phố Hồ Chí Minh có lời giải chi tiết
