Визначте енергетичний вихід ядерної реакції: ½H + ⅔ He → ¹¹ Н + ²/⁴ He
Ответы
Відповідь:
Вихід енергії ядерної реакції ½H + ⅔ He → ¹¹ Н + ²/⁴ He можна визначити шляхом обчислення різниці мас між реагентами та продуктами. Це відоме як дефект маси, і воно дорівнює енергії, що виділяється в реакції.
Масу реагентів можна розрахувати, помноживши атомні маси кожного елемента на кількість атомів, присутніх у реакції. Атомна маса водню дорівнює 1,00794 а.е.м., а атомна маса гелію — 4,002602 а.е.м. Отже, маса реагентів дорівнює:
½H + ⅔ He = (1,00794 amu x ½) + (4,002602 amu x ⅔) = 1,5039 amu + 2,668404 amu = 4,172304 amu
Таким же чином можна обчислити масу продуктів. Атомна маса азоту становить 14,00674 а.е.м., а атомна маса гелію — 4,002602 а.е.м. Отже, маса продуктів становить:
¹¹ Н + ²/⁴ He = (14,00674 а.е. х ¹¹) + (4,002602 а.е.м. x ²/⁴) = 154,07414 а.е.м. + 2,001301 а.е.м. = 156,07544 а.е.
Дефект маси дорівнює різниці мас реагентів і продуктів. Отже, дефект маси - це:
Дефект маси = 156,07544 amu - 4,172304 amu = 151,90314 amu
Вихід енергії реакції можна визначити, помноживши дефект маси на квадрат швидкості світла. Швидкість світла дорівнює 2,99792458 x 10⁸ м/с, а вихідна енергія дорівнює:
Вихідна енергія = 151,90314 amu x (2,99792458 x 10⁸ м/с)² = 1,49 x 10¹⁶ Дж
Отже, вихід енергії ядерної реакції ½H + ⅔ He → ¹¹ Н + ²/⁴ He становить 1,49 x 10¹⁶ Дж.