Bài 2. Năng lượng liên kết hạt nhân

Hướng dẫn giải

Nguyên nhân khiến các proton và neutron vẫn có thể liên kết chặt chẽ với nhau trong hạt nhân là giữa các proton và neutron tồn tại lực hạt nhân.

(Trả lời bởi TĐ. Rinnnn (10A3))

Hướng dẫn giải

Độ chênh lệch giữa hai khối lượng đó được gọi là độ hụt khối của hạt nhân, kí hiệu là ∆m

độ hụt khối = tổng khối lượng các nucleon – khối lượng hạt nhân

\(\Delta m = Z.{m_p} + (A - Z).{m_n} - {m_X} = 6.1,00728 + (12 - 6).1,00866 - 11,99993 = 0,09571amu\)

(Trả lời bởi datcoder)

Hướng dẫn giải

\(m = \frac{E}{{{c^2}}} = \frac{{1MeV}}{{{c^2}}} = \frac{{{{10}^6}eV}}{{{c^2}}} = \frac{{{{10}^6}.1,{{6.10}^{ - 19}}}}{{{{({{3.10}^8})}^2}}} = 1,{78.10^{ - 30}}kg\)

(Trả lời bởi datcoder)

Hướng dẫn giải

Năng lượng liên kết của hạt nhân \({}_6^{12}C\) được tính theo công thức:

\(\begin{array}{l}{W_{lk}} = \Delta m.{c^2}\\ = \left( {Z.{m_p} + (A - Z).{m_n} - {m_X}} \right){c^2}\\ = \left( {6.1,00728 + (12 - 6).1,00866 - 11,99993} \right).{\left( {{{3.10}^8}} \right)^2}.1,{6605.10^{ - 27}}\\ = 1,{43.10^{ - 11}}J\end{array}\)

(Trả lời bởi datcoder)

Hướng dẫn giải

\({W_{lkr}} = \frac{{{W_{lk}}}}{A} = \frac{{0,9571.931,5}}{{12}} = 7,4295MeV/nucleon\)

(Trả lời bởi datcoder)

Hướng dẫn giải

Dựa vào hình 2.3 ta có thể sắp xếp được độ bền vững của các hạt nhân trên theo thứ tự tăng dần như sau: \({}_3^6Li,{}_7^{14}N,{}_6^{12}C,{}_{10}^{20}Ne\)

(Trả lời bởi datcoder)

Hướng dẫn giải

\(\begin{array}{l}{W_{lk}} = 8,8A = 8,8.56 = 492,8MeV\\ \Rightarrow {W_{lk}} = \Delta m{c^2} = 492,8 \Rightarrow \Delta m = \frac{{{W_{lk}}}}{{{c^2}}} = 492,8MeV/{c^2}\end{array}\)

(Trả lời bởi datcoder)

Hướng dẫn giải

Trước phản ứng, tổng khối lượng các hạt là

m_trước = m_n + m_U = 1,0087 + 235,0439 = 236,0526 u

Sau phản ứng, tổng khối lượng các hạt là

m_sau = m_Kr + m_Ba + 3m_n = 91,9262 + 140,9144 + 3.1,0087 = 235,8667 u

Như vậy, phản ứng đã tỏả ra một năng lượng là

E_tỏa = (m_trước - m_sau)c² = (236,0526 - 235,8667) c² = 173,166 MeV

(Trả lời bởi datcoder)

Hướng dẫn giải

Phản ứng phân hạch của hạt nhân \({}_{92}^{235}U\) như trong Hình 2.4 tỏa ra năng lượng xấp xỉ bằng 173 MeV. Năng lượng này được gọi là năng lượng phân hạch, do đó để tính năng lượng tỏa ra khi 1000kg \({}_{92}^{235}U\) bị phân hạch hoàn toàn ta cần biết có bao nhiêu hạt nhân \({}_{92}^{235}U\) đã bị phân hạch. Ta có:

\(n = \frac{m}{M} = \frac{{{{10}^6}}}{{235,0439}} = 4254,52mol\)

\(N = n.{N_A} = 4254,52.6,{02.10^{23}} = 2,{56.10^{27}}\)hạt

\(A = 2,{56.10^{27}}.173.1,{602.10^{ - 13}} = 7,{1.10^{16}}J\)

Mà mỗi kg than đá khi đốt cháy hoàn toàn toả ra 27.10⁶ J năng lượng nhiệt, số kg than đá cần thiết để sinh ra lượng nhiệt tương ứng như trên là:

\(\frac{{7,{{1.10}^{16}}}}{{{{27.10}^6}}} = 2,{6.10^9}kg\)

(Trả lời bởi datcoder)

Hướng dẫn giải

Công mà mỗi lò phản ứng hạt nhân của tàu đó tạo ra trong một ngày: 

\(N = \frac{{1,{{512.10}^{13}}}}{{3,{{25206.10}^{ - 11}}}} = 4,{65.10^{23}}\) hạt

\(n = \frac{N}{{{N_A}}} = \frac{{4,{{65.10}^{23}}.2}}{{6,{{02.10}^{23}}}} = 1,545mol\)

Do đó khối lượng \({}_{92}^{235}U\) cần thiết cho cả 2 lò để tàu hoạt động trong một ngày là: \(m = n.M = 1,545.235 = 363,075g\)

(Trả lời bởi datcoder)