Cho phản ứng tổng hợp hạt nhân: $\left. {{}_{3}^{6}L}i + {{}_{1}^{2}D}\rightarrow{{}_{2}^{4}H}e +

Câu hỏi số 859306:

Vận dụng

Cho phản ứng tổng hợp hạt nhân: $\left. {{}_{3}^{6}L}i + {{}_{1}^{2}D}\rightarrow{{}_{2}^{4}H}e + {{}_{Z}^{A}X} \right.$. Cho biết năng lượng tỏa ra từ phản ứng trên là 22,4 MeV. Lấy 1eV= 1,6.10^-19J.

a) Năng lượng tỏa ra của mỗi phản ứng là x.10^-12 J. Vậy x là bao nhiêu? (Làm tròn đến một chữ số sau dấu phẩy thập phân).

b) Nếu tổng hợp được 1,00 g khí helium từ phương trình phản ứng này thì tổng năng lượng tỏa ra có thể đun sôi bao nhiêu kilôgam nước ở $20^{0}C$? Cho biết nhiệt dung riêng của nước là $4180\,\left( {J/kg \cdot K} \right)$, biết số Avogadro là $6,02.10^{23}mol^{- 1}$.

Quảng cáo

Xem lời giải

Câu hỏi:859306

Phương pháp giải

Công thức liên hệ giữa số hạt và khối lượng: $N = \dfrac{m}{A}.N_{A}$

Sử dụng định luật bảo toàn số khối và bảo toàn điện tích.

Nhiệt lượng vật thu vào để nóng lên: $Q = m.c.\Delta t$

Giải chi tiết

a) Ta có: 1eV= 1,6.10^-19J.

Năng lượng tỏa ra của mỗi phản ứng:

$\Delta E = 22,4MeV = 22,4.10^{6}.1,6.10^{- 19} = 3,6.10^{- 12}J$

$\left. \Rightarrow x = 3,6 \right.$

b) Số hạt He có trong 1g khí helium là:

$N = \dfrac{m}{A}.N_{A} = \dfrac{1}{4}.6,02.20^{23} = 1,505.10^{23}$

Áp dụng định luật bảo toàn số khối và bảo toàn điện tích ta có phương trình:

$\left. {{}_{3}^{6}L}i + {{}_{1}^{2}D}\rightarrow{{}_{2}^{4}H}e + {{}_{2}^{4}X}\Rightarrow X = {{}_{2}^{4}H}e \right.$

Mỗi một phản ứng sẽ tổng hợp được 2 hạt nhân ${{}_{2}^{4}H}e$

$\Rightarrow$ Để tổng hợp được 1 gam khi helium ta cần số phản ứng là:

$N_{pu} = \dfrac{N}{2} = \dfrac{1,505.10^{23}}{2} = 7,525.10^{22}$

Năng lượng tỏa ra của mỗi phản ứng là: $\Delta E = 3,6.10^{- 12}J$

Năng lượng tỏa ra khi tổng hợp được 1 gam khí helium là:

$E = N_{pu}.\Delta E = 7,525.10^{22}.3,6.10^{- 12} = 2,709.10^{11}(J)$

Năng lượng để đun sôi m (kg) nước từ $20^{0}C$ là:

$Q = m.c.\Delta t$

$\left. \Rightarrow Q = E\Leftrightarrow m.c.\Delta t = E\Leftrightarrow m.4180.\left( {100 - 20} \right) = 2,709.10^{11} \right.$

$\left. \Rightarrow m \approx 8,1.10^{5}\left( {kg} \right) \right.$

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.