Động năng trung bình của chuyển động nhiệt của khí chiếm xấp xỉ bao nhiêu phần trăm so với năng lượng phản ứng tỏa ra?

18/40

Trong chuỗi phản ứng prton-proton trong lòng Mặt Trời có hai phản ứng riêng biệt trong đó 4 hạt nhân hydro cuối cùng có thể dẫn đến 1 hạt nhân Heli. Trong chuỗi phản ứng này, phản ứng \(_1^2D + _1^1H \to _2^3He + \gamma \)tạo ra bức xạ điện từ gamma. Biết \({m_p} = 1,00728\left( u \right)\); \({m_D} = 2,0135\left( u \right)\); \({m_{He}} = 3,0149\left( u \right)\). Lấy 1u = 931,5 MeV/c². Giả sử hạt nhân Heli sinh ra trong lõi Mặt Trời chuyển động nhiệt ở nhiệt độ trung bình vào khoảng 13,6.10⁶ (⁰C) (nhiệt độ trong lòng Mặt Trời ). Động năng trung bình của chuyển động nhiệt của khí \(_2^3He\)chiếm xấp xỉ bao nhiêu phần trăm so với năng lượng phản ứng tỏa ra? (Coi các hạt nhân \(_2^3He\)là các phân tử khí lí tưởng)

1,2%.

0,033%.

0,18%.

0,023%.

Giải thích

Chọn B

Năng lượng tỏa ra của phản ứng: \(E = \left( {{m_D} + {m_p} - {m_{He}}} \right).931,5 \simeq 5,48\left( {MeV} \right)\)

Động năng trung bình của chuyển động nhiệt:

\(K = \frac{3}{2}kT = \frac{3}{2}.1,{38.10^{ - 23}}.\left( {273 + 13,{{6.10}^6}} \right);\left( {1,{{6.10}^{ - 13}}} \right) \simeq 0,0018\left( {MeV} \right)\)

Phần trăm động năng hạt nhân \(_2^3He\) so với năng lượng phản ứng tỏa ra là:

0,0018/5,48.100% = 0,033%