Разделение ядер неона и потребление энергии
Какое количество энергии потребуется для разделения ядер неона Ne1030 массой 1 г на протоны и нейтроны? Сколько
Какое количество энергии потребуется для разделения ядер неона Ne1030 массой 1 г на протоны и нейтроны? Сколько килограммов каменного угля нужно сжечь, чтобы получить такую энергию? Удельная теплота сгорания каменного угля составляет q = 33 000 кДж/кг. Масса ядра изотопа неона равна 30,0248 а.е.м. Масса свободного протона равна 1,00728 а.е.м. Масса свободного нейтрона равна 1,00866 а.е.м. (Значение энергии округлите до сотых, массу угля округлите до десятых.) Ответ: энергия, необходимая для разделения неона, равна E = ⋅1011 Дж. Масса угля
23.04.2024 13:27
Написать свой ответ:
Разъяснение:
Для разделения ядер неона Ne1030 на протоны и нейтроны, необходимо предоставить достаточное количество энергии, чтобы преодолеть силы ядерного сцепления. Для этого используется формула массового дефекта и известные значения массы ядра неона, протона и нейтрона.
Массовый дефект - это разница между массой искомых частиц (протона и нейтрона) и массой исходного ядра неона. Массовый дефект переводится в энергию согласно формуле E = mc^2, где E - энергия, m - массовый дефект, c - скорость света.
Прежде чем продолжить, нам нужно выразить массы в одинаковых единицах измерения. Для этого воспользуемся конверсионным коэффициентом: 1 а.е.м (атомная единица массы) = 1,66054 * 10^-27 кг.
1 г неона (Ne1030) соответствует 1 / 30,0248 = 0,033272 а.е.м.
Теперь мы можем найти энергию, необходимую для разделения неона, используя формулу E = mc^2. Подставим значения:
E = (0,033272) * (2,998 * 10^8)^2 = 1,492 * 10^14 Дж.
Теперь рассмотрим сжигание каменного угля. Для этого у нас есть удельная теплота сгорания каменного угля, которая равна q = 33 000 кДж/кг.
Мы должны вычислить, сколько килограммов угля нужно сжечь, чтобы получить такую же энергию. Для этого воспользуемся следующей формулой:
m = E / q
Подставим значения:
m = (1,492 * 10^14) / 33 000 = 4,520 * 10^9 кг.
Ответ: для разделения ядер неона Ne1030 массой 1 г на протоны и нейтроны, потребуется энергия E = 1,492 * 10^14 Дж. Чтобы получить такую же энергию, необходимо сжечь примерно 4,520 * 10^9 кг каменного угля.
Совет: Для лучшего понимания данной темы, рекомендуется изучить основные принципы ядерной физики, включая формулу E = mc^2 и конверсию массы в атомные единицы.
Ещё задача: Какое количество энергии требуется для разделения ядер кислорода O160 и какое количество кислорода нужно сжечь в процессе сжигания каменного угля, чтобы получить такую энергию? Удельная теплота сгорания каменного угля составляет q = 29 000 кДж/кг. Масса ядра изотопа кислорода равна 15,995 а.е.м.