Năng lượng liên kết của hạt nhân nguyên tử N714 bằng bao nhiêu? Biết rằng hạt nhân nguyên tử N714 có khối lượng bằng 14,003242 amu.

Áp dụng công thức Wlk=Zmp+A-Zmn-mc2 Với Z=7;A-Z=7;mp≈938MeV/c2;mn≈939MeV/c2 mN714=14,003242.931,5MeV/c2, ta tìm được Wlk≈95MeV.

Năng lượng liên kết của hạt nhân nguyên tử 14 7 N bằng bao nhiêu? Biết rằng hạt nhân nguyên tử

Câu 1

Khối lượng hạt nhân a là m_a = 4,0015 amu. Năng lượng liên kết riêng của hạt nhân a là W_lkr = 7,1 MeV. Tính năng lượng được toả ra khi có 1 mol các hạt a được tạo thành từ các hạt nhân proton và neutron.

Xem đáp án

Lời giải

Khối lượng của 1 mol hạt $α$ là: $N_{A} \cdot m_{α} = 6, 022 \cdot 10^{23} \cdot 4, 0015 \cdot 1, 66054 \cdot 10^{- 27} = 4, 0014 g .$

Số hạt a trong 1 g chất đó là: $n = \frac{6, 022 \cdot 10^{23}}{4, 0014} \approx 1, 505 . 10^{23}$ hạt/g.

Khi các hạt neutron và proton riêng rẽ tạo thành hạt a thì có độ hụt khối và toả ra năng lượng đúng bằng năng lượng liên kết của hạt a. Năng lượng liên kết riêng của hạt a là W_a = 7,1 MeV và số khối A = 4, nên năng lượng liên kết là: W = W_aA = 4.7,1 = 28,4 MeV.

Năng lượng toả ra cần tìm là: nW = 1,505.10²³.28,4 = 42,742.10²³ MeV = 68,38.10¹⁰ J.

Câu 2

Cho phản ứng nhiệt hạch: ${}_{1}^{3}H + {}_{1}^{2}H \to {}_{2}^{4}H e + {}_{0}^{1}n + 17, 5 M e V$ . Tính năng lượng toả ra trong phản ứng trên khi 1 kg helium được tạo thành. Hãy so sánh với năng lượng toả ra khi $1 k g {}_{92}^{235}U$ phân hạch.

Xem đáp án

Lời giải

Năng lượng toả ra khi tổng hợp được 1 kg helium:

$W_{H e} = \frac{1000}{4} . 6, 02 . 10^{23} . 17, 5.1, 6 . 10^{- 13} = 4, 214 . 10^{14} J$

Mặt khác, ta đã biết $1 k g {}^{235}U$ (câu 22.28) phân hạch hoàn toàn toả ra năng lượng là $8, 2 . 10^{13} J$ . Vậy $\frac{W_{H e}}{W_{U}} \approx 5, 1$ lần.

Câu 3