Question

Вычисли, какая энергия потребовалась бы для разделения m = 1 г ядер неона Ne1019 на составляющие ядро протоны и нейтроны. Рассчитай, сколько килограммов каменного угля потребуется сжечь для получения такой энергии. Удельная теплота сгорания каменного угля равна q = (33 000 кДж/кг. Масса ядра изотопа неона равна mя = 19,00188 а. е. м. Масса свободного протона равна mp = 1,00728 а. е. м. Масса свободного нейтрона равна mn = 1,00866 а. е. м. (Значение энергии округли до сотых, массу угля округли до десятых). Ответ: энергия, необходимая для расщепления неона, т. е. E = ⋅1011 Дж. Масса угля my = т.

Answer 1

Ответ:

Объяснение:

Дано:

m = 1 г

M = 19 г/моль - молярная масса ₁₀¹⁹ Nе

q = 33·10⁶ Дж/кг

Mя = 19,00188 а.е.м

Mp = 1,00728 а.е.м.

Mn = 1,00866 а.е.м.

________________

E - ?

m₂ - ?

1)

В ядре неона 10 протонов и 9 нейтронов.

Дефект масс:

Δm = 10·1,00728 + 9·1,00866 - 19,00188  = 0,14866 а.е.м

Энергия при делении одного ядра:

E₁ = 931.4·Δm = 931,4·0,14866 ≈  138,6 МэВ

2)

Число атомов найдем по формуле:

N = (m/M)·Nₐ = (1/19)·6,02·10²³ ≈ 3,17·10²²

Энергия:

E = N·E₁ = 138,6·3,17·10²² ≈ 4,49·10²⁴ МэВ   или:

E = 1,6·10⁻¹⁹·4,49·10³⁰ Дж ≈ 7,18·10¹¹ Дж

3)

Необходимо сжечь угля:

m₂ = E / q = 7,18·10¹¹ / (33·10⁶) ≈ 21 800 кг     или  21,8 т

Answer 2

Для расчета энергии, необходимой для разделения ядер неона Ne1019, мы можем использовать массовый дефект и формулу Эйнштейна E = mc^2.

Массовый дефект (Δm) ядра неона Ne1019 при разделении на протоны и нейтроны можно рассчитать как разницу между суммарной массой ядра неона и суммарной массой протона и нейтрона: Δm = (m_neon - m_proton - m_neutron)

где: m_neon = 19.00188 а.е.м. (масса ядра неона) m_proton = 1.00728 а.е.м. (масса протона) m_neutron = 1.00866 а.е.м. (масса нейтрона)

Подставляя значения, получаем: Δm = (19.00188 - 1.00728 - 1.00866) а.е.м.

Теперь мы можем вычислить энергию (E), используя формулу Эйнштейна E = mc^2: E = Δm * c^2

где: c - скорость света (константа, приближенно равна 3 * 10^8 м/с)

Подставляя значения, получаем: E = (Δm * c^2) Дж

Теперь мы можем рассчитать энергию, необходимую для разделения ядер неона.

E = (Δm * c^2) E = (17.98694 а.е.м. * (3 * 10^8 м/с)^2) Дж

Вычисляя это выражение, получаем значение энергии E, округленное до сотых.

Для расчета массы угля, которую нужно сжечь для получения такой энергии, мы можем использовать удельную теплоту сгорания каменного угля q:

E = my * q

где: my - масса угля в кг

Мы можем выразить массу угля (my) следующим образом:

my = E / q

Подставляя значения, получаем:

my = E / q

Вычисляя это выражение, получаем значение массы угля my, округленное до десятых.

Таким образом, ответ будет следующим: Энергия, необходимая для расщепления неона, E = [рассчитанное значение] Дж. Масса угля, my = [рассчитанное значение] кг.