Câu hỏi:

29/09/2025 19 Lưu

Bên trong lõi Mặt Trời, nơi phản ứng nhiệt hạch xảy ra mạnh nhất, nhiệt độ khoảng $1{,}5 \cdot 10^7\ \text{K}$, và mật độ khối khí là khoảng $150\ \text{g/cm}^3$. Lấy $k = 1{,}38 \cdot 10^{-23}\ \text{J/K}$. Giả sử khí bên trong lõi Mặt Trời là khí lý tưởng gồm hỗn hợp đẳng tỉ của deuterium và tritium, trong điều kiện nhiệt độ và áp suất rất lớn sẽ xảy ra phản ứng nhiệt hạch theo phương trình:

Động năng trung bình của một hạt nhân khí (giả sử là deuterium hoặc tritium), theo đơn vị keV là bao nhiêu? (làm tròn đến chữ số hàng phần trăm)

Quảng cáo

Trả lời:

verified Giải bởi Vietjack

Động năng trung bình của một hạt deuterium hoặc tritium là:
\[
E = \tfrac{3}{2} kT
= 1{,}38 \cdot 10^{-23} \cdot 1{,}5 \cdot 10^7
= 3{,}105 \cdot 10^{-16}\ \text{J}.
\]

Động năng trung bình tính theo đơn vị keV (đổi J sang eV, chia cho $1{,}6 \cdot 10^{-19}$ và đổi sang keV) là:
\[
E(\text{keV}) = \dfrac{3{,}105 \cdot 10^{-16}}{1{,}6 \cdot 10^{-19}}
= 1{,}94 \cdot 10^3\ \text{eV}
= 1{,}94\ \text{keV}.
\]

Câu hỏi cùng đoạn

Câu 2:

Năng lượng sinh ra bởi phản ứng nhiệt hạch trong mỗi $1\ \text{cm}^3$ thể tích trong lòng Mặt Trời là bao nhiêu? Giả sử 100% các cặp deuterium và tritium đều phản ứng với nhau. (tính theo đơn vị $10^{13}\ \text{J/cm}^3$ và các phép toán làm tròn đến hàng phần trăm)

Xem lời giải

verified Giải bởi Vietjack

Theo đề bài, mỗi phản ứng sinh ra năng lượng
\[
Q = 17{,}6\ \text{MeV}.
\]

Khối lượng mol trung bình của mỗi hạt tham gia phản ứng là:
\[
\overline{M} = \dfrac{2+3}{2} = 2{,}5\ \text{amu}
= 2{,}5 \cdot 1{,}66 \cdot 10^{-27}
= 4{,}15 \cdot 10^{-27}\ \text{kg}.
\]

Trong đó, \(\rho = 0{,}15\ \text{kg/cm}^3\) là khối lượng trong mỗi cm\(^3\).

Số hạt chứa trong \(1\ \text{cm}^3\) là:
\[
n = \dfrac{\rho}{\overline{M}}
= \dfrac{0{,}15}{4{,}15 \cdot 10^{-27}}
= 3{,}61 \cdot 10^{25}\ \text{hạt}.
\]

Vì cứ hai hạt mới tạo ra một phản ứng (tỏa ra \(17{,}6\ \text{MeV}\)), nên năng lượng sinh ra trong \(1\ \text{cm}^3\) là:
\[
E = \dfrac{n}{2} \cdot 17{,}6\ \text{MeV}
= \dfrac{3{,}61 \cdot 10^{25}}{2} \cdot 17{,}6 \cdot 1{,}6 \cdot 10^{-13}.
\]

Do đó:
\[
E \approx 5{,}08 \cdot 10^{13}\ \text{J/cm}^3.
\]

CÂU HỎI HOT CÙNG CHỦ ĐỀ

Câu 1

A. Quá trình đẳng áp.

B. Quá trình đẳng tích.

C. Quá trình đẳng nhiệt.

D. Quá trình đẳng tích và đẳng áp.

Lời giải

Đáp án đúng là B

Công của khối khí nhận được hay thực hiện được tính theo công thức

$A = p \cdot \Delta V$

Quá trình đẳng tích: $\Delta V = 0$ nên công $A = 0$.

Câu 2

A. 60 %.

B. 40 %.

C. 11,9 %.

D. 88,1 %.

Lời giải

Đáp án đúng là B

Hiệu suất động cơ nhiệt là: $H = (1 - T_2/T_1)\cdot 100\% = 40\%$.