Câu hỏi:
29/06/2024 77Đọc văn bản sau và trả lời các câu hỏi từ 21 đến 27:
Trong một hạt nhân bền, các prôtôn và nơtrôn có liên kết chặt chẽ với nhau. Khi muốn phá vỡ hạt nhân để tách thành các nuclôn riêng rẽ cần phải tốn một năng lượng cung cấp từ bên ngoài cho hạt nhân, năng lượng này có giá trị ít nhất phải bằng năng lượng liên kết giữa các nuclôn, mà ta gọi là năng lượng liên kết hạt nhân. Như vậy năng lượng liên kết hạt nhân là năng lượng có trị số bằng công cần thiết để tách hạt nhân thành các nuclôn riêng biệt. Năng lượng liên kết được kí hiệu là ∆W và được tính theo công thức: . Trong đó Δm là độ hụt khối.
Nếu một hạt nhân có Z protôn, số khối là A và khối lượng nghỉ là Mhn thì công thức độ hụt khối là:
; với mp và mn lần lượt là khối lượng nghỉ của protôn và nơtron.
Khi dùng đơn vị khối lượng nguyên tử thì công thức tính năng lượng liên kết là:
.
Năng lượng liên kết hạt nhân càng lớn thì liên kết giữa các nuclôn càng mạnh. Tuy nhiên, năng lượng liên kết hạt nhân phụ thuộc vào số nuclôn trong hạt nhân thể hiện qua độ hụt khối ∆m. Do đó, nếu dùng năng lượng liên kết hạt nhân để so sánh sự bền vững thì không hoàn toàn chính xác: một hạt nhân nhiều nuclôn có năng lượng liên kết lớn chưa hẳn đã bền hơn một hạt nhân ít nuclôn có năng lượng liên kết nhỏ hơn. Vì vậy, để so sánh độ bền vững giữa các hạt nhân, cần so sánh năng lượng liên kết trung bình cho một nuclôn, được gọi là năng lượng liên kết riêng. Như vậy, năng lượng liên kết riêng của hạt nhân, kí hiệu là ε, có giá trị bằng tỷ số giữa năng lượng liên kết và tổng số nuclôn của hạt nhân. Năng lượng liên kết riêng càng lớn thì hạt nhân càng bền vững. Hình bên dưới là đồ thị biểu diễn năng lượng liên kết riêng theo số khối A của hạt nhân.
Phần tư duy khoa học / giải quyết vấn đề
Siêu phẩm 30 đề thi thử THPT quốc gia 2024 do thầy cô VietJack biên soạn, chỉ từ 100k trên Shopee Mall.
Quảng cáo
Trả lời:
Giải thích
Đơn vị của năng lượng liên kết là J hoặc MeV, trong đó: 1MeV=1,6.10-13J.
Chọn A, B
Câu hỏi cùng đoạn
Câu 2:
Năng lượng liên kết riêng của hạt nhân có thể được tính theo công thức nào sau đây?
Lời giải của GV VietJack
Giải thích
Năng lượng liên kết riêng của hạt nhân, kí hiệu là ε, có giá trị bằng tỷ số giữa năng lượng liên kết và tổng số nuclôn của hạt nhân \(\varepsilon = \frac{{\Delta {\rm{W}}}}{A} = \frac{{\Delta m{c^2}}}{A}\).
Chọn A
Câu 3:
Phát biểu nào sau đây là đúng hoặc sai?
|
Phát biểu |
Đúng |
Sai |
|
Năng lượng liên kết riêng là năng lượng liên kết tính cho một nuclôn |
||
|
Hạt nhân có độ hụt khối càng lớn thì năng lượng liên kết càng lớn. |
||
|
Hạt nhân càng bền vững khi có năng lượng liên kết càng lớn. |
||
|
Năng lượng liên kết đặc trưng cho mức độ bền vững của hạt nhân |
Lời giải của GV VietJack
Đáp án
|
Phát biểu |
Đúng |
Sai |
|
Năng lượng liên kết riêng là năng lượng liên kết tính cho một nuclôn |
X | |
|
Hạt nhân có độ hụt khối càng lớn thì năng lượng liên kết càng lớn. |
X | |
|
Hạt nhân càng bền vững khi có năng lượng liên kết càng lớn. |
X | |
|
Năng lượng liên kết đặc trưng cho mức độ bền vững của hạt nhân |
X |
Giải thích
1. Đúng. Năng lượng liên kết riêng là năng lượng liên kết trung bình cho một nuclôn.
2. Đúng. \[\Delta {\rm{W}} = \Delta m.{c^2}\] nên \[\Delta m\] càng lớn thì ΔW càng lớn.
3. Sai. Để so sánh độ bền vững giữa các hạt nhân, cần so sánh năng lượng liên kết riêng của hạt nhân.
4. Sai. Năng lượng liên kết riêng đặc trưng cho mức độ bền vững của hạt nhân.
Câu 4:
Năng lượng liên kết riêng của hạt nhân là (1) __________ MeV/nuclôn.
Lời giải của GV VietJack
Đáp án: “8,75”
Giải thích
Từ đồ thị ta thấy:
\({\varepsilon _{_{26}^{56}{\rm{Fe}}}} = {14.10^{ - 13}}\;{\rm{J/nuclon }} = \frac{{{{14.10}^{ - 13}}}}{{1,{{6.10}^{ - 13}}}} = 8,75\,\,{\rm{MeV/nuclon }}.\)
Câu 5:
Cho các hạt nhân sau: \(_4^9{\rm{Be}};\,\,_{33}^{75}{\rm{As}};\,\,_{52}^{126}{\rm{Te}};\,\,_{92}^{238}U\). Sắp xếp các hạt nhân theo thứ tự tăng dần độ bền vững của hạt nhân là
Lời giải của GV VietJack
Giải thích
Nhìn vào biểu đồ có thể thấy: \({\varepsilon _{_4^9{\rm{Be}}}} < {\varepsilon _{_{92}^{238}U}} < {\varepsilon _{_{52}^{126}Te}} < {\varepsilon _{_{33}^{75}{\rm{As}}}}\).
Câu 6:
Biết khối lượng nghỉ của protôn, nơtron, và electrôn lần lượt là 1,00728u; 1,00866u và 5,486.10-4u. Khối lượng của nguyên tử \(_7^{14}N\) có giá trị là
Lời giải của GV VietJack
Giải thích
Từ đồ thị có thể thấy \({\varepsilon _{_7^{14}N}} = {12.10^{ - 13}}\)J/nuclôn.
Mà: \(\Delta {{\rm{W}}_{_7^{14}N}} = A.{\varepsilon _{_7^{14}N}} = {14.12.10^{ - 13}} = 1,{68.10^{ - 11}}\;{\rm{J}} = 105\,\,{\rm{MeV}}\).
Mặt khác: \(\Delta {W_{_7^{14}N}} = 931,5.\Delta {m_{_7^{14}N}} \Rightarrow \Delta {m_{_7^{14}N}} = \frac{{105}}{{931,5}}u = \frac{{70}}{{621}}u\)
\(\Delta {m_{N_7^{14}}} = 7\left( {{m_n} + {m_p}} \right) - {M_{N_7^{14}}}\)
\( \Rightarrow {M_{N_7^{14}}} = 7\left( {{m_n} + {m_p}} \right) - \Delta {m_{N_7^{14}}} = 7(1,00728u + 1,00866u) - \frac{{70}}{{621}}u = 13,99886u\).
Khối lượng nguyên tử \(_7^{14}N\) là: \(m = {M_{_7^{14}N}} + 7{m_e} = 13,99886u + 7.5,{486.10^{ - 4}}u = 14,0027u\).
Chọn A
Câu 7:
20, 200, 50 < A < 80, bền vững, kém bền vững
Ngoại trừ các hạt sơ cấp riêng rẽ (như protôn, nơtrôn, êlectron), hạt nhân có năng lượng liên kết riêng càng lớn thì càng ___. Thực nghiệm cho thấy những hạt nhân có số khối lớn hơn ___ hoặc số khối nhỏ hơn ___ thì kém bền vững, còn những hạt nhân có số khối ___ thì rất bền.
Lời giải của GV VietJack
Đáp án
Ngoại trừ các hạt sơ cấp riêng rẽ (như protôn, nơtrôn, êlectron), hạt nhân có năng lượng liên kết riêng càng lớn thì càng bền vững. Thực nghiệm cho thấy những hạt nhân có số khối lớn hơn 200 hoặc số khối nhỏ hơn 20 thì kém bền vững, còn những hạt nhân có số khối 50 < A < 80 thì rất bền.
Giải thích
Từ bài đọc có thể rút ra nhận xét: Hạt nhân có năng lượng liên kết riêng càng lớn thì càng bền vững.
Từ đồ thị ta thấy:
- Khi A tăng dần từ 0 đến 20, năng lượng liên kết riêng tăng dần từ khoảng 10-13 J/nuclôn đến
13.10-13 J/nuclôn.
- Khi A tăng dần từ 200 trở đi, năng lượng liên kết riêng giảm dần từ khoảng 12,5.10-13 J/nuclôn.
⇒ Hai vùng A < 20 và A > 200 có năng lượng liên kết riêng thấp nhất nên kém bền vững nhất.
- Khi A nằm trong khoảng từ 50 đến 80, năng lượng liên kết riêng của hạt nhân có giá trị lớn nhất, vào khoảng 14.10-13 J/nuclôn. Vì vậy những hạt nhân có số khối nằm trong khoảng này là bền vững
CÂU HỎI HOT CÙNG CHỦ ĐỀ
Câu 5:
Theo quan điểm của học sinh 1, vận động viên tác dụng toàn bộ trọng lực cơ thể của mình lên diện tích bề mặt nhỏ xíu của hai lưỡi dao gây ra
về câu hỏi!