Question

Помогите Вычисли, какая энергия потребовалась бы для разделения m = 1 г ядер фтора F919 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 фтора равна mя = 18,9984 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 фтора, т. е. E = ⋅1011 Дж. Масса угля my = т.

Answer 1

Ответ:

87

78

......................

Answer 2

Для вычисления энергии, необходимой для разделения ядер фтора на составляющие исользуем формулу Эйнштейна:

E = Δm * c^2

где E - энергия, Δm - разность массы до и после разделения, c - скорость света.

Масса ядра фтора равна m = 1 г = 0,001 кг, масса протона mp = 1,00728 а.е.м., масса нейтрона mn = 1,00866 а.е.м. Значит, масса фтора разделенного на протоны и нейтроны будет равна 2 * (mp + mn).

Δm = 2 * (mp + mn) - m

Δm = 2 * (1,00728+1,00866) - 0,001 Δm = 4,0486 - 0,001 Δm ≈ 4,0476 кг

Теперь можем вычислить энергию:

E = 4,0476 кг * (3 * 10^8 м/с)^2 E = 4,0476 кг * 9 * 10^16 м^2/с^2 E = 3,642,840 * 10^16 кг * м^2/с^2 E = 3,642,840 * 10^16 Дж

Ответ: энергия, необходимая для расщепления фтора, равна 3,642,840 * 10^16 Дж.

Далее рассчитаем, сколько килограммов каменного угля потребуется для получения такой энергии. Для этого воспользуемся формулой:

Q = my * q

где Q - энергия, my - масса угля, q - удельная теплота сгорания угля.

Удельная теплота сгорания каменного угля равна q = 33,000 кДж/кг.

Теперь можем вычислить массу угля:

3,642,840 * 10^16 Дж = my * 33,000 кДж/кг my = (3,642,840 * 10^16 Дж) / (33,000 кДж/кг) my ≈ 1.1 * 10^15 кг

Ответ: масса угля, необходимая для получения такой энергии, равна примерно 1.1 * 10^15 кг.