Năng lượng sinh ra bởi phản ứng nhiệt hạch trong mỗi $1\ \text{cm}^3$ thể tích trong lòng Mặt Trời là bao nhiêu?
Theo đề bài, mỗi phản ứng sinh ra năng lượng
\[
Q = 17{,}6\ \text{MeV}.
\]
Khối lượng mol trung bình của mỗi hạt tham gia phản ứng là:
\[
\overline{M} = \dfrac{2+3}{2} = 2{,}5\ \text{amu}
= 2{,}5 \cdot 1{,}66 \cdot 10^{-27}
= 4{,}15 \cdot 10^{-27}\ \text{kg}.
\]
Trong đó, \(\rho = 0{,}15\ \text{kg/cm}^3\) là khối lượng trong mỗi cm\(^3\).
Số hạt chứa trong \(1\ \text{cm}^3\) là:
\[
n = \dfrac{\rho}{\overline{M}}
= \dfrac{0{,}15}{4{,}15 \cdot 10^{-27}}
= 3{,}61 \cdot 10^{25}\ \text{hạt}.
\]
Vì cứ hai hạt mới tạo ra một phản ứng (tỏa ra \(17{,}6\ \text{MeV}\)), nên năng lượng sinh ra trong \(1\ \text{cm}^3\) là:
\[
E = \dfrac{n}{2} \cdot 17{,}6\ \text{MeV}
= \dfrac{3{,}61 \cdot 10^{25}}{2} \cdot 17{,}6 \cdot 1{,}6 \cdot 10^{-13}.
\]
Do đó:
\[
E \approx 5{,}08 \cdot 10^{13}\ \text{J/cm}^3.
\]