Каков энергетический выход следующих реакций: 1. Какова энергия, выделяющаяся при реакции 73Li + 10n → 42He + 13H?

Тема занятия: Расчет энергетического выхода ядерных реакций

Инструкция: Расчет энергетического выхода ядерных реакций основывается на применении массо-энергетического эквивалента, известного как формула Альберта-Эйнштейна. Формула Альберта-Эйнштейна утверждает, что масса и энергия взаимосвязаны через уравнение E = mc², где E - энергия, m - масса, и c - скорость света.

Для решения первой задачи нам нужно найти разницу в массе между исходными реагентами и продуктами реакции. Учет массы производится в атомных массах, которые можно найти в таблице химических элементов. В данной реакции:

Масса исходного 73Li = 7.016 г/моль
Масса нейтрона 10n = 1.0086 г/моль
Масса продуктов: 42He = 4.0026 г/моль и 13H = 1.0078 г/моль

Теперь мы можем найти разницу в массе:
Δm = (Масса продуктов - Масса исходных реагентов)
= (2 x Масса 42He + Масса 13H) - (Масса 73Li + Масса 10n)
= (2 x 4.0026 г/моль + 1.0078 г/моль) - (7.016 г/моль + 1.0086 г/моль)
≈ 8.005 г/моль - 8.0246 г/моль
≈ -0.0196 г/моль

Энергия, освобождаемая при этой реакции, может быть вычислена с использованием формулы Альберта-Эйнштейна:
E = Δm × c²
= -0.0196 г/моль × (3 × 10⁸ м/с)²
≈ -0.0196 г/моль × (9 × 10¹⁶ м²/с²)
≈ -1.764 × 10¹⁵ Дж/моль

Ответ: Энергия, выделяющаяся при реакции 73Li + 10n → 42He + 13H, приближенно равна -1.764 × 10¹⁵ Дж/моль.

Совет: Для лучшего понимания материала в области ядерных реакций, рекомендуется изучить понятия массо-энергетического эквивалента, молекулярной массы и использовать таблицы химических элементов. Эксперименты и реальные примеры ядерных реакций также могут помочь в понимании материала.

Практика: Какова энергия, выделяющаяся при реакции 238U + 2n → 92Kr + 141Bа? Ответ представьте в Дж/моль.