Cho phản ứng hạt nhân $_1^3T +\ _1^2D \rightarrow\ _2^4He +\ _0^1n$.
| Nội dung | Đúng | Sai |
a | Năng lượng tỏa ra của phản ứng hạt nhân trên xấp xỉ bằng 17,6 MeV. | Đ |
|
b | Số nguyên tử có trong 1 g khí helium xấp xỉ bằng 1,5.1023 nguyên tử. | Đ |
|
c | Năng lượng tỏa ra khi đốt cháy hoàn toàn 1 kg than đá là 1,25.104 J. |
| S |
d | Cần đốt cháy hoàn toàn 2,112.1014 tấn than đá để có năng lượng tỏa ra tương đương năng lượng tỏa ra của phản ứng hạt nhân trên khi tổng hợp được 1g He. |
| S |
a) ĐÚNG
Năng lượng toả ra của phản ứng trên là:
\[
\Delta E = (m_{trước} - m_{sau})c^2 = (m_T + m_D - m_{He} - m_n)c^2
\]
\[
\Leftrightarrow \Delta E = (3,01605 + 2,014104 - 4,0026 - 1,00867) \cdot 931,5 \approx 17,6\ \text{MeV}.
\]
b) ĐÚNG
Số nguyên tử có trong 1 g khí helium:
\[
N = \frac{m}{M} \cdot N_A = \frac{1}{4} \cdot 6,02 \cdot 10^{23} \approx 1,5 \cdot 10^{23}\ \text{nguyên tử}.
\]
c) SAI
Năng lượng toả ra khi đốt cháy hoàn toàn 1 kg than đá là:
\[
Q = q \cdot m = 1,25 \cdot 10^7 \cdot 1 = 1,25 \cdot 10^7\ \text{J}.
\]
d) SAI
Khối lượng than đá cần đốt cháy hoàn toàn để có năng lượng toả ra tương đương năng lượng toả ra của phản ứng hạt nhân trên khi tổng hợp được 1 g He là:
\[
Q_t = \Delta E \cdot N
\]
\[
\Rightarrow q \cdot m = \Delta E \cdot N \;\;\Rightarrow\;\; m = \frac{\Delta E \cdot N}{q}
\]
\[
= \frac{17,6 \cdot 10^6 \cdot 1,6 \cdot 10^{-19} \cdot 1,5 \cdot 10^{23}}{1,25 \cdot 10^7} \approx 33792\ \text{kg} \approx 34\ \text{tấn}.
\]