Mỗi phản ứng nhiệt hạch: $\left. {{}_{1}^{2}D} + {{}_{1}^{2}D}\rightarrow{{}_{2}^{3}H}e + {{}_{0}^{1}n}

Câu hỏi số 783975:

Vận dụng

Mỗi phản ứng nhiệt hạch: $\left. {{}_{1}^{2}D} + {{}_{1}^{2}D}\rightarrow{{}_{2}^{3}H}e + {{}_{0}^{1}n} \right.$ tỏa ra 17,6 MeV. Nước biển có chứa 0,015% nước nặng $D_{2}O$ là nhiên liệu cho phản ứng nhiệt hạch trên. Khi tổng hợp ${{}_{2}^{3}H}e$ từ 2,00 kg nước biển bằng phản ứng trên thì năng lượng tỏa ra tương đương đốt cháy hoàn toàn a (kg) than đá. Biết mỗi kg than đá đốt cháy hoàn toàn tỏa ra năng lượng $27,0.10^{6}\,\, J$. Lấy $e = 1,60.10^{- 19}\,\, C$ và khối lượng mol của $D_{2}O$ là 20,0 g/mol. Giá trị của a là bao nhiêu (Lấy 3 chữ số có nghĩa).

Trả lời:

Đáp án đúng là:

Quảng cáo

Xem lời giải

Câu hỏi:783975

Phương pháp giải

Biểu thức liên hệ khối lượng m và số hạt hạt nhân: $N = \dfrac{m}{A}N_{A}$

Năng lượng toàn phần do N phân hạch: $Q = N.\Delta E$

Giải chi tiết

Khối lượng nước nặng $D_{2}O$ có trong 2 kg nước biển là:

2000.0,015% = 0,3 (g)

Vì số phản ứng bằng số hạt nước nặng nên:

$N = \dfrac{0,3}{20}N_{A} = \dfrac{0,3}{20}.6,02.10^{23}$

Từ phương trình phản ứng ta thấy, cứ một hạt nhân Heli tạo thành sẽ tỏa ra môi trường 17,6 MeV

Năng lượng tỏa ra khi tổng hợp 1g khí Heli xấp xỉ bằng:

$Q = N.\Delta E = \dfrac{0,3}{20}.6,02.10^{23}.17,6.1,6.10^{- 13}\,\,(J)\,\,(1)$

Năng lượng khi đốt a (kg) than đá là: $a.27.10^{6}\,\,(J)\,\,(2)$

Từ (1) và (2) ta có:

$\begin{array}{l} {\dfrac{0,3}{20}.6,02.10^{23}.17,6.1,6.10^{- 13} = a.27.10^{6}} \\ \left. \Rightarrow a \approx 942\,\,\left( {kg} \right) \right. \end{array}$

Đáp án cần điền là: 942

Group 2K8 ôn Thi ĐGNL & ĐGTD Miễn Phí

Câu hỏi trước Câu tiếp theo

>> 2K8 Chú ý! Lộ Trình Sun 2026 - 3IN1 - 1 lộ trình ôn 3 kì thi (Luyện thi 26+ TN THPT, 90+ ĐGNL HN, 900+ ĐGNL HCM, 70+ ĐGTD - Click xem ngay) tại Tuyensinh247.com.Đầy đủ theo 3 đầu sách, Thầy Cô giáo giỏi, luyện thi theo 3 giai đoạn: Nền tảng lớp 12, Luyện thi chuyên sâu, Luyện đề đủ dạng đáp ứng mọi kì thi.