Xin giới thiệu đến quý thầy cô và các em học sinh tài liệu Chuyên đề Xác định Năng lượng của phản ứng hạt nhân môn Vật Lý 12 năm 2020 được HOC247 biên soạn và tổng hợp đầy đủ giúp các em ôn tập, củng cố kiến thức và rèn luyện kĩ năng làm bài tập. Mời các em cùng tham khảo!
CHUYÊN ĐỀ XÁC ĐỊNH NĂNG LƯỢNG TỎA RA - THU VÀO CỦA PHẢN ỨNG HẠT NHÂN
1. PHƯƠNG PHÁP GIẢI
Tính năng lượng của phản ứng hạt nhân:
\({}_{Z1}^{A1}{X_1} + {}_{Z2}^{A2}{X_2} \to {}_{Z3}^{A3}{X_3} + {}_{Z4}^{A4}{X_4}\)
- Cách 1: Tính theo khối lượng:
ΔE = Δm.c2 = (m - mo).c2
+ mo: Khối lượng các hạt trước phản ứng
+ m: Khối lượng các hạt sau phản ứng
- Cách 2 : Tính theo động năng
+ Bảo toàn năng lượng:
K1 + K2 + ΔE = K3 + K4 ⇒ ΔE = Ksau - Ktrước
ΔE là năng lượng phản ứng hạt nhân
\({K_X} = \frac{1}{2}{m_X}v_X^2\) là động năng chuyển động của hạt X
- Cách 3: Tính theo năng lượng liên kết, liên kết riêng, độ hụt khối
ΔE = Eliên kết sau - Eliên kết trước = (Δmsau - Δmtrước).c2
Tính lượng nhiên liệu dựa trên công thức Q = mq = ΔE , q là năng suất tỏa nhiệt (J/kg).
2. VÍ DỤ MINH HỌA
Ví dụ 1: Cho phản ứng hạt nhân:
\({}_{Z1}^{A1}A + {}_{Z2}^{A2}B \to {}_{Z3}^{A3}C + {}_{Z4}^{A4}D\)
Độ hụt khối của các hạt nhân tương ứng là: ΔmA, ΔmB, ΔmC, ΔmD. Thiết lập biểu thức tính độ hụt khối của phản ứng, từ đó suy ra công thức tính năng lượng tỏa ra của phản ứng.
Giải
Độ hụt khối của phản ứng:
Δm = (mA + mB) - (mC + mD)
= [(Z1 + Z2) - (Z3 + Z4)]mp + [(N1 + N2) - (N3 + N4)]mn - (ΔmA + ΔmB) + (ΔmC + ΔmD)
= (ΔmC + ΔmD) - (ΔmA + ΔmB)
Tức là:
(Độ hụt khối của phản ứng
= ∑ Khối lượng hạt nhân trước - ∑ Khối lượng hạt nhân sau phản ứng
= ∑Độ hụt khối của các hạt nhân sau - ∑Độ hụt khối của các hạt nhân sau)
- Năng lượng tỏa ra của phản ứng:
ΔE = Δmc2 = (mA + mB).c2 - (mC + mD).c2 = [(mC + mD) - (mA + mB)].c2
ΔE = Δmc2 = (ΔEC + ΔED) - (ΔEA + ΔEB)
Ví dụ 2: Cho phản ứng hạt nhân:
\({}_4^9Be + {}_1^1H \to {}_2^4He + {}_3^6Li\)
Hãy cho biết đó là phản ứng tỏa năng lượng hay thu năng lượng. Xác định năng lượng tỏa ra hoặc thu vào. Biết mBe = 9,01219 u; mP = 1,00783 u; mLi = 6,01513 u; mX = 4,0026 u; 1u = 931 MeV/c2.
Giải
Ta có: mo = mBe + mP = 10,02002u; m = mX + mLi = 10,01773u.
Vì mo > m nên phản ứng tỏa năng lượng, năng lượng tỏa ra:
W = (mo – m).c2 = (10,02002 – 10,01773).931 = 2,132MeV.
Ví dụ 3: Cho phản ứng hạt nhân:
\({}_1^3T + {}_1^2D \to {}_2^4He + X + 17,6MeV\)
Tính năng lượng toả ra từ phản ứng trên khi tổng hợp được 2g Hêli.
Giải
- Số nguyên tử hêli có trong 2g hêli:
\(N = \frac{{m.{N_A}}}{A} = \frac{{{{2.6,023.10}^{23}}}}{4} = {3,01.10^{23}}\)
- Năng lượng toả ra gấp N lần năng lượng của một phản ứng nhiệt hạch:
E = N.Q = 3,01.1023.17,6 = 52,976.1023 MeV
3. BÀI TẬP TRẮC NGHIỆM
Câu 1: Tìm năng lượng tỏa ra khi một hạt nhân \({}_{92}^{234}U\) phóng xạ tia α và tạo thành đồng vị Thôri 230 Th . Cho các năng lượng liên kết riêng của hạt α là 7,1 MeV, của 234U là 7,63 MeV, của 230Th là 7,7 MeV.
A. 10,82 MeV.
B. 13,98 MeV.
C. 11,51 MeV.
D. 17,24 MeV.
Câu 2: Khi một hạt nhân \({}_{92}^{234}U\) bị phân hạch thì tỏa ra năng lượng 200 MeV. Cho số A-vô-ga-đrô NA = 6,02.1023 mol-1. Nếu 1 g \({}_{92}^{234}U\) bị phân hạch hoàn toàn thì năng lượng tỏa ra xấp xỉ bằng
A. 5,1.1016 J.
B. 8,2.1010 J.
C. 5,1.1010 J.
D. 8,2.1016 J.
...
-------------( Nội dung tiếp theo của phần bài tập trắc nghiệm, các em vui lòng xem tại online hoặc tải về máy) ---------
Trên đây là trích dẫn một phần nội dung tài liệu Chuyên đề xác định Năng lượng của phản ứng hạt nhân môn Vật Lý 12 năm học 2020-2021. Để xem thêm nhiều tài liệu tham khảo hữu ích khác các em chọn chức năng xem online hoặc đăng nhập vào trang hoc247.net để tải tài liệu về máy tính.
Hy vọng tài liệu này sẽ giúp các em học sinh ôn tập tốt và đạt thành tích cao trong học tập.
Tư liệu nổi bật tuần
-
Đề cương ôn tập giữa HK1 môn Vật lý 12 năm 2023 - 2024
09/10/20231157 -
Đề cương ôn tập giữa HK1 môn Ngữ văn 12 năm 2023-2024
09/10/2023659 -
Đề cương ôn tập HK2 môn Tiếng Anh 8 năm 2022-2023
06/04/2023183 -
Đề cương ôn tập HK2 môn Hoá 12 năm 2022 - 2023
06/04/2023541 -
Đề cương ôn tập HK2 môn Hoá 11 năm 2022 - 2023
06/04/2023178 -
Đề cương ôn tập HK2 môn Toán 12 năm 2022-2023
06/04/2023501 - Xem thêm
ERROR:connection to 10.20.1.101:9312 failed (errno=111, msg=Connection refused)
ERROR:connection to 10.20.1.101:9312 failed (errno=111, msg=Connection refused)
XEM NHANH CHƯƠNG TRÌNH LỚP 12
Toán 12
Ngữ văn 12
Tiếng Anh 12
Vật lý 12
Hoá học 12
Sinh học 12
Lịch sử 12
Địa lý 12
GDCD 12
Công nghệ 12
Tin học 12
Cộng đồng
Xem nhiều nhất tuần
Toán 12
Ngữ văn 12
Tiếng Anh 12
Vật lý 12
Hoá học 12
Sinh học 12
Lịch sử 12
Địa lý 12
GDCD 12
Công nghệ 12
Tin học 12
Thông báo
Bạn vui lòng đăng nhập trước khi sử dụng chức năng này.