Bài tập Năng lượng trong phản ứng hạt nhân lớp 12 (có lời giải)

Hai loại nhiên liệu được dùng để tạo ra cùng một lượng năng lượng 1,0.10^15 J. Than đá có năng suất tỏa nhiệt 3,0.10^7 J/kg

22/35

Hai loại nhiên liệu được dùng để tạo ra cùng một lượng năng lượng \(1,0 \times {10^{15}}{\rm{\;J}}\). Than đá có năng suất tỏa nhiệt \(3,0 \times {10^7}{\rm{\;J/kg}}\). Uranium có năng lượng giải phóng \(8,0 \times {10^{13}}{\rm{\;J/kg}}\). Xét các phát biểu sau:

a

Khối lượng than cần dùng là \(3,33 \times {10^7}{\rm{\;kg}}\).

ĐúngSai
b

Khối lượng uranium cần dùng là \(12,5{\rm{\;kg}}\).

ĐúngSai
c

Sử dụng uranium giúp giảm khối lượng nhiên liệu cần thiết hơn \({10^6}\) lần so với than.

ĐúngSai
d

Sự khác biệt về khối lượng nhiên liệu chủ yếu do năng lượng liên kết trong phản ứng hạt nhân lớn hơn năng lượng liên kết hóa học.

ĐúngSai
Giải thích

Đáp án: a) Đúng; b) Đúng; c) Đúng; d) Đúng.

Lời giải chi tiết:

a) Đúng. Khối lượng than: \({m_{than}} = \frac{{1,0 \times {{10}^{15}}}}{{3,0 \times {{10}^7}}} \approx 3,33 \times {10^7}{\rm{\;kg}}\).

b) Đúng. Khối lượng uranium: \({m_U} = \frac{{1,0 \times {{10}^{15}}}}{{8,0 \times {{10}^{13}}}} = 12,5{\rm{\;kg}}\).

c) Đúng. Tỉ số khối lượng: \(\frac{{{m_{than}}}}{{{m_U}}} = \frac{{3,33 \times {{10}^7}}}{{12,5}} \approx 2,66 \times {10^6}\). Lớn hơn \({10^6}\).

d) Đúng. Trong phản ứng hạt nhân, năng lượng liên quan đến sự biến đổi khối lượng theo hệ thức \(E = {\rm{\Delta }}m{c^2}\), lớn hơn rất nhiều so với năng lượng hóa học do liên kết electron.