Một phản ứng phân hạch của hạt nhân uranium giải phóng năng lượng trung bình \(200{\rm{\;MeV}}\) cho mỗi phản ứng. Biết một hạt nhân uranium có khối lượng \(235u\), \(1u = 1,66 \times {10^{ - 27}}{\rm{\;kg}}\). Xét các phát biểu sau:
a. Năng lượng tỏa ra trong một phản ứng phân hạch là \(3,2 \times {10^{ - 11}}{\rm{\;J}}\).
b. Khối lượng của một hạt nhân uranium \(^{235}U\) xấp xỉ \(3,9 \times {10^{ - 25}}{\rm{\;kg}}\).
c. Nếu \(1{\rm{\;kg}}\) uranium phân hạch hoàn toàn thì số năng lượng thu được lớn hơn \({10^{14}}{\rm{\;J}}\).
d. Năng lượng thu được từ \(1{\rm{\;kg}}\) uranium nhỏ hơn nhiều so với năng lượng đốt cháy \(1{\rm{\;kg}}\)than.
Quảng cáo
Trả lời:
Giải bởi Vietjack
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.
Hot: Giáo án năng lực số, PPT AI khởi động lớp 1-12 (Update 2026) (chỉ từ 150k). Tải ngay
CÂU HỎI HOT CÙNG CHỦ ĐỀ
Câu 1
a. Phản ứng trên tỏa ra năng lượng do có sự giảm khối lượng sau phản ứng.
b. Năng lượng tỏa ra của phản ứng là \(17,5{\rm{\;MeV}}\).
c. Năng lượng tỏa ra của phản ứng xấp xỉ \(2,8 \times {10^{ - 12}}{\rm{\;J}}\).
d. Nếu thực hiện \({10^{20}}\) phản ứng như trên thì năng lượng thu được xấp xỉ \(2,8 \times {10^8}{\rm{\;J}}\).
Lời giải
Đáp án: a) Đúng; b) Đúng; c) Đúng; d) Đúng.
Lời giải chi tiết:
a) Đúng vì trong phản ứng hạt nhân, phần khối lượng giảm đi chuyển hóa thành năng lượng theo hệ thức \(E = {\rm{\Delta }}m{c^2}\).
b) Đúng. Năng lượng tỏa ra: \(E = {\rm{\Delta }}m.{c^2} = 0,0188 \times 931,5 = 17,51{\rm{\;MeV}}\).
Có thể làm tròn: \(E \approx 17,5{\rm{\;MeV}}\).
c) Đúng. Đổi sang đơn vị Jun: \(E = 17,5 \times 1,6 \times {10^{ - 13}} = 2,8 \times {10^{ - 12}}{\rm{\;J}}\).
d) Đúng. Với \({10^{20}}\)phản ứng: \(E = {10^{20}} \times 2,8 \times {10^{ - 12}} = 2,8 \times {10^8}{\rm{\;J}}\).
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: \(m = \frac{N}{{{N_A}}}.A = \frac{{1,{{32.10}^{25}}}}{{6,{{02.10}^{23}}}}.235 = 5,152\,kg\)
Câu 3
a. Năng lượng thu được trên mỗi kg uranium lớn hơn năng lượng thu được trên mỗi kg than.
b. Tỉ số năng lượng riêng của uranium so với than là \(2,5 \times {10^7}\).
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.
d. Có thể giải thích sự khác biệt này bằng hệ thức \(E = {\rm{\Delta }}m{c^2}\).
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.
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.
Câu 5
a. Khối lượng uranium cần dùng là \(40{\rm{\;kg}}\).
b. Khối lượng than cần dùng là \({10^8}{\rm{\;kg}}\).
c. Cùng tạo ra một năng lượng, khối lượng uranium cần dùng nhỏ hơn khối lượng than.
d. Tỉ lệ khối lượng than cần dùng so với uranium lớn hơn \({10^6}\).
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.
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.
Nhắn tin Zalo
Hỏi bài tập