khoahoc.vietjack.com

Câu hỏi:

03/08/2026 26 Lưu

Xét phản ứng nhiệt hạch: \(_1^2{\rm{H}} + _1^2{\rm{H}} \to _2^4{\rm{He}}\) có năng lượng toả ra là 3,25 MeV. Nếu quá trình nhiệt hạch sử dụng hết 150 g \(_1^2{\rm{H}}\) thì tổng năng lượng thu được là bao nhiêu? Coi khối lượng mol gần bằng số khối của hạt nhân. Biết số Avogadro là NA ≈ 6,022.1023 mol-1.

Quảng cáo

Trả lời:

verified Giải bởi Vietjack

Mỗi phản ứng nhiệt hạch đang xét cần sử dụng 2 hạt \(_1^2{\rm{H}}.\) Do đó, số lượng phản ứng nhiệt hạch khi sử dụng hết \(150\;{\rm{g}}_1^2{\rm{H}}\) là: \(N = \frac{{{N_{{\rm{H}}2}}}}{2} = \frac{{150}}{4} \cdot 6,022 \cdot {10^{23}} = 2,25825 \cdot {10^{25}}\)

Tổng năng lượng thu được: \(W = 2,25825 \cdot {10^{25}} \cdot 3,25 \approx 7,3393 \cdot {10^{25}}{\rm{MeV}}\)

CÂU HỎI HOT CÙNG CHỦ ĐỀ

Câu 1

a. Năng lượng tỏa ra trong một phản ứng phân hạch là \(3,2 \times {10^{ - 11}}{\rm{\;J}}\).

Đúng
Sai

b. Khối lượng của một hạt nhân uranium \(^{235}U\) xấp xỉ \(3,9 \times {10^{ - 25}}{\rm{\;kg}}\).

Đúng
Sai

c. Nếu \(1{\rm{\;kg}}\) uranium phân hạch hoàn toàn thì số năng lượng thu được lớn hơn \({10^{14}}{\rm{\;J}}\).

Đúng
Sai

d. Năng lượng thu được từ \(1{\rm{\;kg}}\) uranium nhỏ hơn nhiều so với năng lượng đốt cháy \(1{\rm{\;kg}}\)than.

Đúng
Sai

Lời giải

Đáp án: a) Đúng; b) Đúng; c) Đúng; d) Sai.

Lời giải chi tiết:

a) Đúng. Đổi đơn vị: \(E = 200 \times 1,6 \times {10^{ - 13}} = 3,2 \times {10^{ - 11}}{\rm{\;J}}\).

b) Đúng. Khối lượng một hạt nhân uranium: \(m = 235 \times 1,66 \times {10^{ - 27}} = 3,901 \times {10^{ - 25}}{\rm{\;kg}}\).

c) Đúng. Số hạt nhân uranium trong \(1{\rm{\;kg}}\): \(N = \frac{1}{{3,9 \times {{10}^{ - 25}}}} \approx 2,56 \times {10^{24}}\).

Năng lượng thu được: \(E = N \times 3,2 \times {10^{ - 11}} \approx 8,2 \times {10^{13}}{\rm{\;J}}\).

Giá trị này cùng bậc với \({10^{14}}{\rm{\;J}}\).

d) Sai. Năng lượng trên một đơn vị khối lượng của nhiên liệu hạt nhân lớn hơn rất nhiều so với nhiên liệu hóa học như than.

Lời giải

a) Năng lượng toả ra của một phản ứng là:

\(\Delta E = \Delta m{c^2} = ({m_D} + {m_T} - {m_{He}} - {m_n}){c^2} = 17,51\,MeV\)

\(1,000\;{\rm{kg}}\) He được tạo thành, tương ứng với số hạt nhân He là:

\(N = \frac{m}{A}{N_A} = \frac{{1000}}{4}6,{02.10^{23}} = 1,{505.10^{26}}\)

Năng lượng toả ra: \(E = N.\Delta E = 1,{505.10^{26}}.17,51 = 2,{64.10^{27}}MeV = 4,{22.10^{14}}J\)

b) Số hạt nhân 235U cần sử dụng cho phản ứng phân hạch để thu được năng lượng như ý a) là: \(N = \frac{{2,{{64.10}^{27}}}}{{200}} = 1,{32.10^{25}}\)

Khối lượng 235U cần sử dụng: \(m = \frac{N}{{{N_A}}}.A = \frac{{1,{{32.10}^{25}}}}{{6,{{02.10}^{23}}}}.235 = 5,152\,kg\)

Lời giải

Bạn cần đăng ký gói VIP ( giá chỉ từ 250K ) để làm bài, xem đáp án và lời giải chi tiết không giới hạn.

Nâng cấp VIP

Câu 4

a. Năng lượng thu được trên mỗi kg uranium lớn hơn năng lượng thu được trên mỗi kg than.

Đúng
Sai

b. Tỉ số năng lượng riêng của uranium so với than là \(2,5 \times {10^7}\).

Đúng
Sai

c. Sự chênh lệch rất lớn về khối lượng nhiên liệu chứng tỏ phản ứng hạt nhân có hiệu suất năng lượng cao hơn phản ứng hóa học.

Đúng
Sai

d. Có thể giải thích sự khác biệt này bằng hệ thức \(E = {\rm{\Delta }}m{c^2}\).

Đúng
Sai

Lời giải

Bạn cần đăng ký gói VIP ( giá chỉ từ 250K ) để làm bài, xem đáp án và lời giải chi tiết không giới hạn.

Nâng cấp VIP

Câu 5

a. Phản ứng trên tỏa ra năng lượng do có sự giảm khối lượng sau phản ứng.

Đúng
Sai

b. Năng lượng tỏa ra của phản ứng là \(17,5{\rm{\;MeV}}\).

Đúng
Sai

c. Năng lượng tỏa ra của phản ứng xấp xỉ \(2,8 \times {10^{ - 12}}{\rm{\;J}}\).

Đúng
Sai

d. Nếu thực hiện \({10^{20}}\) phản ứng như trên thì năng lượng thu được xấp xỉ \(2,8 \times {10^8}{\rm{\;J}}\).

Đúng
Sai

Lời giải

Bạn cần đăng ký gói VIP ( giá chỉ từ 250K ) để làm bài, xem đáp án và lời giải chi tiết không giới hạn.

Nâng cấp VIP

Câu 6

a. Khối lượng uranium cần dùng là \(40{\rm{\;kg}}\).

Đúng
Sai

b. Khối lượng than cần dùng là \({10^8}{\rm{\;kg}}\).

Đúng
Sai

c. Cùng tạo ra một năng lượng, khối lượng uranium cần dùng nhỏ hơn khối lượng than.

Đúng
Sai

d. Tỉ lệ khối lượng than cần dùng so với uranium lớn hơn \({10^6}\).

Đúng
Sai

Lời giải

Bạn cần đăng ký gói VIP ( giá chỉ từ 250K ) để làm bài, xem đáp án và lời giải chi tiết không giới hạn.

Nâng cấp VIP