Câu hỏi:

13/09/2024 36,523

Năng lượng của Mặt Trời và các ngôi sao trong vũ trụ đều có nguồn gốc từ các phản ứng nhiệt hạch, bắt đầu từ việc đốt cháy hydrogen để tạo thành helium (được gọi là chu trình proton – proton). Xét một ngôi sao đã đốt cháy hoàn toàn hydrogen thành helium và coi rằng các hạt nhân helium tạo thành đều tham gia vào quá trình ba – alpha theo phương trình: ${}_{2}^{4}H e + {}_{2}^{4}H e + {}_{2}^{4}H e \to {}_{6}^{12}C + 7, 275 M e V$ . Nếu khối lượng của ngôi sao vào thời điểm đó là 4.10³⁰ kg (khi tất cả hạt nhân trong ngôi sao đều là helium) và công suất toả nhiệt của ngôi sao là 3,8.10³⁰ W thì sau bao lâu toàn bộ hạt nhân ${}_{2}^{4}H e$ chuyển hoá hoàn toàn thành ${}_{6}^{12}C$ ? Cho biết số Avogadro là N_A ≈ 6,022.10²³ mol^-1.

Xem lời giải

Câu hỏi trong đề: Giải SBT Vật lí 12 Chân trời sáng tạo Bài 16. Phản ứng phân hạch, phản ứng nhiệt hạch và ứng dụng !!

Bắt đầu thi

Quảng cáo

Trả lời:

Giải bởi Vietjack

Số lượng hạt nhân ${}_{2}^{4}H e$ trong ngôi sao là: $N = \frac{4 \cdot 10^{30} \cdot 10^{3}}{4} \cdot 6, 022 \cdot 10^{23} = 6, 022 \cdot 10^{56}$ hạt

Vì một phản ứng nhiệt hạch cần sử dụng 3 hạt nhân ${}_{2}^{4}H e$ nên tổng năng lượng toả ra của ngôi sao trong quá trình ba - alpha là: $Q = \frac{6, 022 \cdot 10^{56}}{3} \cdot 7, 275 \cdot 10^{6} \cdot 1, 6 \cdot 10^{- 19} \approx 2, 34 \cdot 10^{44} J$

Thời gian để toàn bộ hạt nhân ${}_{2}^{4}H e$ chuyển hoá hoàn toàn thành ${}_{6}^{12}C$ là:

$t = \frac{Q}{P} = \frac{2, 34 \cdot 10^{44}}{3, 8 \cdot 10^{30}} \approx 6, 16 \cdot 10^{13} s \approx 1, 95$ triệu năm.

Hot: 500+ Đề thi thử tốt nghiệp THPT các môn, ĐGNL các trường ĐH... file word có đáp án (2025). Tải ngay

Sách thầy cô Vietjack biên soạn:

Xem thêm »

Bình luận

CÂU HỎI HOT CÙNG CHỦ ĐỀ

Câu 1

Bom hydrogen (bom H) là một loại vũ khí hạt nhân có sức tàn phá lớn hơn bom nguyên tử (bom A) rất nhiều lần, dù hiện nay cả bom hydrogen và bom nguyên tử đều không được sử dụng trong các cuộc chiến tranh. Sở dĩ bom hydrogen có sức tàn phá lớn như vậy là do nó là sự kết hợp của phản ứng phân hạch của ${}_{92}^{235}U$ (giai đoạn 1) để tạo ra môi trường có nhiệt độ rất cao, cung cấp động năng cho các hạt tham gia phản ứng nhiệt hạch (giai đoạn 2) theo phương trình phản ứng ${}_{1}^{2}H + {}_{1}^{3}H \to {}_{2}^{4}H e + {}_{0}^{1}n + 17, 6 M e V$ . Giả sử năng lượng toả ra từ quá trình phân hạch còn lại sau khi tạo phản ứng nhiệt hạch là 2,8.10¹⁰ J và khối lượng ${}_{2}^{4}H e$ được tạo thành từ một vụ nổ bom hydrogen trong thí nghiệm vũ khí hạt nhân là 200 g thì sức tàn phá của quả bom này tương đương với khoảng bao nhiêu tấn thuốc nổ TNT? Biết rằng năng lượng toả ra khi một tấn thuốc nổ TNT cháy hoàn toàn là 4,2.10⁹ J. Cho số Avogadro là N_A ≈ 6,022.10²³ mol^-1.

A. 20 197,14 tấn.

B. 20 190,48 tấn.

C. 20 166,6 tấn.

D. 20 183,81 tấn.

Xem đáp án

Lời giải

Đáp án đúng là A

Số lượng ${}_{2}^{4}H e$ được tạo thành là: $N_{H e} = \frac{200}{4} \cdot 6, 022 \cdot 10^{23} = 3, 011 \cdot 10^{25}$ hạt

Tổng năng lượng toả ra của các phản ứng nhiệt hạch là:

$Q = 3, 011 \cdot 10^{25} . (17, 6 \cdot 10^{6} \cdot 1, 6 \cdot 10^{- 19}) \approx 8, 48 \cdot 10^{13} J$

Khối lượng thuốc nổ TNT cần dùng để năng lượng toả ra tương đương với bom hydrogen là: $m = \frac{2, 8 \cdot 10^{10} + 8, 48 \cdot 10^{13}}{4, 2 \cdot 10^{9}} \approx 20197, 14$ tấn.

Câu 2

Cho một hạt neutron có động năng lớn đến bắn phá hạt nhân ${}_{92}^{235}U$ đang đứng yên để tạo ra phản ứng phân hạch: ${}_{0}^{1}n + {}_{92}^{235}U \to {}_{54}^{140}X e + {}_{38}^{94}S r + x {}_{0}^{1}n$ .

a) Xác định giá trị x (số neutron được tạo thành sau phản ứng).

b) Trong phản ứng phân hạch này, năng lượng của phản ứng được xác định bằng hiệu của năng lượng liên kết giữa các hạt nhân sản phẩm với các hạt nhân tham gia phản ứng. Biết năng lượng liên kết riêng của ${}_{92}^{235}U$ là 7,59 MeV/nucleon, ${}_{54}^{140}X e$ là 8,29 MeV/nucleon, ${}_{38}^{94}S r$ là 8,59 MeV. Tính năng lượng phản ứng.

Xem đáp án

Lời giải

a) Áp dụng định luật bảo toàn số nucleon: 1 + 235 = 140 + 94 + x.1 → x = 2.

b) W = 140.8,29 + 94.8, 59 - 235.7,59 = 184, 41 MeV.

Câu 3

Xét phản ứng nhiệt hạch: ${}_{1}^{2}H + {}_{1}^{2}H \to {}_{2}^{4}H e$ có năng lượng toả ra là 3,25 MeV. Nếu quá trình nhiệt hạch sử dụng hết 150 g ${}_{1}^{2}H$ thì tổng năng lượng thu được là bao nhiêu? Coi khối lượng mol gần bằng số khối của hạt nhân. Biết số Avogadro là N_A ≈ 6,022.10²³ mol^-1.

Xem đáp án

Lời giải

Bạn cần đăng ký gói VIP ( giá chỉ từ 199K ) để làm bài, xem đáp án và lời giải chi tiết không giới hạn.

Nâng cấp VIP

Câu 4

Xét phản ứng nhiệt hạch: ${}_{1}^{2}H + {}_{1}^{3}H \to {}_{2}^{4}H e + {}_{0}^{1}n$ . Để tổng hợp được 50 g He thì khối lượng ${}_{1}^{2}H$ và ${}_{1}^{3}H$ phải sử dụng là bao nhiêu? Coi khối lượng mol gần bằng số khối của hạt nhân. Biết số Avogadro là N_A ≈ 6,022.10²³ mol^-1.

Xem đáp án

Lời giải

Bạn cần đăng ký gói VIP ( giá chỉ từ 199K ) để làm bài, xem đáp án và lời giải chi tiết không giới hạn.

Nâng cấp VIP

Câu 5

Trong mỗi phát biểu sau, em hãy chọn đúng hoặc sai.

a) Trong các phản ứng hạt nhân, điện tích và số khối được bảo toàn nên số neutron cũng được bảo toàn.

b) Cho phản ứng hạt nhân ${}_{0}^{1}n + {}_{92}^{235}U \to {}_{38}^{94}S r + X + 2 {}_{0}^{1}n$ . Hạt nhân X có 54 proton và 86 neutron.

c) Trong phản ứng nhiệt hạch: ${}_{1}^{2}H + {}_{1}^{3}H \to {}_{2}^{4}H e + {}_{0}^{1}n + 17, 6 M e V$ , năng lượng cần cung cấp cho phản ứng là 17,6MeV.

d) Công nghệ hạt nhân đang được ứng dụng nhiều trong y học, công nghiệp, nông nghiệp, khảo cổ học, thực phẩm.

e) Trong phản ứng hạt nhân chỉ có sự bảo toàn điện tích và bảo toàn số khối.

f) Phản ứng nhiệt hạch là nguồn năng lượng của Mặt Trời và các sao.

Xem đáp án

Lời giải

Bạn cần đăng ký gói VIP ( giá chỉ từ 199K ) để làm bài, xem đáp án và lời giải chi tiết không giới hạn.

Nâng cấp VIP

Câu 6

Một trong các phản ứng xảy ra trong lò phản ứng là: ${}_{0}^{1}n + {}_{92}^{235}U \to {}_{92}^{236}U \to {}_{57}^{143}L a + {}_{35}^{87}B r + y ({}_{0}^{1}n)$ với y là số neutron. Giá trị y bằng

A. 4.

B. 6.

C. 8.

D. 10.

Xem đáp án

Lời giải

Bạn cần đăng ký gói VIP ( giá chỉ từ 199K ) để làm bài, xem đáp án và lời giải chi tiết không giới hạn.

Nâng cấp VIP

Xem thêm các câu hỏi khác »

Hỏi bài tập

Đăng ký gói thi VIP

VIP +1 tháng ( 199,000 VNĐ )

VIP +1 - Luyện thi tất cả các đề có trên Website trong 1 tháng

Hơn 100K đề thi thử, đề minh hoạ, chính thức các năm
Với 2tr+ câu hỏi theo các mức độ Nhận biết, Thông hiểu, Vận dụng
Tải xuống đề thi [DOCX] với đầy đủ đáp án
Xem bài giảng đính kèm củng cố thêm kiến thức
Bao gồm tất cả các bậc từ Tiểu học đến Đại học
Chặn hiển thị quảng cáo tăng khả năng tập trung ôn luyện

Mua ngay

VIP +3 tháng ( 299,000 VNĐ )

VIP +3 - Luyện thi tất cả các đề có trên Website trong 3 tháng

Hơn 100K đề thi thử, đề minh hoạ, chính thức các năm
Với 2tr+ câu hỏi theo các mức độ Nhận biết, Thông hiểu, Vận dụng
Tải xuống đề thi [DOCX] với đầy đủ đáp án
Xem bài giảng đính kèm củng cố thêm kiến thức
Bao gồm tất cả các bậc từ Tiểu học đến Đại học
Chặn hiển thị quảng cáo tăng khả năng tập trung ôn luyện

Mua ngay

VIP +6 tháng ( 399,000 VNĐ )

VIP +6 - Luyện thi tất cả các đề có trên Website trong 6 tháng

Hơn 100K đề thi thử, đề minh hoạ, chính thức các năm
Với 2tr+ câu hỏi theo các mức độ Nhận biết, Thông hiểu, Vận dụng
Tải xuống đề thi [DOCX] với đầy đủ đáp án
Xem bài giảng đính kèm củng cố thêm kiến thức
Bao gồm tất cả các bậc từ Tiểu học đến Đại học
Chặn hiển thị quảng cáo tăng khả năng tập trung ôn luyện

Mua ngay

VIP +12 tháng ( 499,000 VNĐ )

VIP +12 - Luyện thi tất cả các đề có trên Website trong 12 tháng

Hơn 100K đề thi thử, đề minh hoạ, chính thức các năm
Với 2tr+ câu hỏi theo các mức độ Nhận biết, Thông hiểu, Vận dụng
Tải xuống đề thi [DOCX] với đầy đủ đáp án
Xem bài giảng đính kèm củng cố thêm kiến thức
Bao gồm tất cả các bậc từ Tiểu học đến Đại học
Chặn hiển thị quảng cáo tăng khả năng tập trung ôn luyện

Mua ngay

Bình luận

Xét phản ứng nhiệt hạch: H12+H13→H24e+n01. Để tổng hợp được 50 g He thì khối lượng H12 và H13 phải sử dụng là bao nhiêu? Coi khối lượng mol gần bằng số khối của hạt nhân. Biết số Avogadro là NA ≈ 6,022.1023 mol-1.

Một trong các phản ứng xảy ra trong lò phản ứng là: n01+U92235→U92236→L57143a+B3587r+yn01 với y là số neutron. Giá trị y bằng A. 4. B. 6. C. 8. D. 10.

VIP +1 tháng ( 199,000 VNĐ )

VIP +3 tháng ( 299,000 VNĐ )

VIP +6 tháng ( 399,000 VNĐ )

VIP +12 tháng ( 499,000 VNĐ )

🔥 Đề thi HOT:

CHỌN BỘ SÁCH BẠN MUỐN XEM

Đăng ký

Đăng nhập

Quên mật khẩu

Một trong các phản ứng xảy ra trong lò phản ứng là: ${}_{0}^{1}n + {}_{92}^{235}U \to {}_{92}^{236}U \to {}_{57}^{143}L a + {}_{35}^{87}B r + y ({}_{0}^{1}n)$ với y là số neutron. Giá trị y bằng

A. 4.

B. 6.

C. 8.

D. 10.