- Tải app VietJack. Xem lời giải nhanh hơn!
1. Phương pháp
Quảng cáo
Tính năng lượng của phản ứng hạt nhân:
Cách 1: Tính theo khối lượng: ΔE = Δm.c2 = [m - mo].c2
mo: Khối lượng các hạt trước phản ứng m: Khối lượng các hạt sau phản ứng
Cách 2 : Tính theo động năng
+ Bảo toàn năng lượng: K1 + K2 + ΔE = K3 + K4 ⇒ ΔE = Ksau - Ktrước
ΔE là năng lượng phản ứng hạt nhân
Cách 3: Tính theo năng lượng liên kết, liên kết riêng, độ hụt khối
ΔE = Eliên kết sau - Eliên kết trước = [Δmsau - Δmtrước].c2
- Tính lượng nhiên liệu dựa trên công thức Q = mq = ΔE , q là năng suất tỏa nhiệt [J/kg].
2. Ví dụ
Ví dụ 1: Cho phản ứng hạt nhân
Hướng dẫn:
Xét các hạt nhân A, B, C, D ta có:
Độ hụt khối của phản ứng:
Δm = [mA + mB] - [mC + mD]
= [[Z1 + Z2] - [Z3 + Z4]]mp + [[N1 + N2] - [N3 + N4]]mn - [ΔmA + ΔmB] + [ΔmC + ΔmD]
= [ΔmC + ΔmD] - [ΔmA + ΔmB]
[Độ hụt khối của phản ứng
= ∑ Khối lượng hạt nhân trước - ∑ Khối lượng hạt nhân sau phản ứng
= ∑Độ hụt khối của các hạt nhân sau - ∑Độ hụt khối của các hạt nhân sau]
Năng lượng tỏa ra của phản ứng:
ΔE = Δmc2 = [mA + mB].c2 - [mC + mD].c2 = [[mC + mD] - [mA + mB]].c2
ΔE = Δmc2 = [ΔEC + ΔED] - [ΔEA + ΔEB]
Ví dụ 2: Cho phản ứng hạt nhân
Quảng cáo
Hướng dẫn:
Ta có: mo = mBe + mP = 10,02002u; m = mX + MLi = 10,01773u.
Vì mo > m nên phản ứng tỏa năng lượng, năng lượng tỏa ra:
W = [mo – m].c2 = [10,02002 – 10,01773].931 = 2,132MeV.
Ví dụ 3: cho phản ứng hạt nhân:
Hướng dẫn:
- Số nguyên tử hêli có trong 2g hêli:
- Năng lượng toả ra gấp N lần năng lượng của một phản ứng nhiệt hạch:
E = N.Q = 3,01.1023.17,6 = 52,976.1023 MeV
Ví dụ 4: Tìm năng lượng tỏa ra khi một hạt nhân
A. 10,82 MeV. B. 13,98 MeV. C. 11,51 MeV. D. 17,24 MeV.
Hướng dẫn:
Wrα = 7,1 MeV → Đây là bài toán tính năng lượng toả ra của một phân rã
WrU = 7,63 MeV → phóng xạ khi biết Wlk của các hạt nhân trong phản ứng .
WrTH = 7,7 MeV. → Nên phải xác định được Wlk từ dữ kiện Wlk riêng của đề bài.
ΔE ?
Wlk U = 7,63.234 = 1785,42 MeV ,
Wlk Th = 7,7.230 = 1771 MeV ,
Wlk α = 7,1.4= 28,4 MeV
Quảng cáo
Bài 1: Khi một hạt nhân
A. 5,1.1016 J. B. 8,2.1010 J.
C. 5,1.1010 J. D. 8,2.1016 J.
Ta có: W =
Bài 2: Cho phản ứng hạt nhân:
A. thu vào là 3,4524 MeV.
B. thu vào là 2,4219 MeV.
C. tỏa ra là 2,4219 MeV.
D. tỏa ra là 3,4524 MeV.
Ta có: ΔW = [22,9837 + 1,0073 – 4,0015 – 19,9869].931,5 = 2,4219 [MeV].
Chọn C.
Bài 3: Dùng hạt prôtôn có động năng 1,6 MeV bắn vào hạt nhân liti [
A. 19,0 MeV. B. 15,8 MeV.
C. 9,5 MeV. D. 7,9 MeV.
Ta có:
Chọn C.
Bài 4: Cho phản ứng hạt nhân:
Năng lượng tỏa ra khi tổng hợp được 1 gam khí hêli xấp xỉ bằng
A. 4,24.108J. B. 4,24.105J.
C. 5,03.1011J. D. 4,24.1011J.
Ta có:
Chọn D.
Bài 5: Pôlôni
A. 5,92 MeV. B. 2,96 MeV.
C. 29,60 MeV. D. 59,20 MeV.
Ta có: W = [209,937303 – 205,929442 – 4,001506].931,5 = 5,92 [MeV]. Chọn A.
Bài 6: Cho phản ứng hạt nhân
A. 3,1.1011 J. B. 4,2.1010 J.
C. 2,1.1010 J. D. 6,2.1011 J.
Ta có: ΔW = [2,0136 + 6,01702 – 2.4,0015].931,5 = 25,73 [MeV];
Chọn D.
Bài 7: Cho phản ứng hạt nhân:
A. 1,8821 MeV. B. 2,7391 MeV.
C. 7,4991 MeV. D. 3,1671 MeV.
Ta có: ΔW = [2.2,0135 – 3,0149 – 1,0087].931,5 = 3,1671 [MeV]. Chọn D.
Bài 8: Cho phản ứng hạt nhân:
A. 15,017 MeV. B. 200,025 MeV.
C. 17,498 MeV. D. 21,076 MeV.
Vì X là nơtron không có độ hụt khối nên
ΔW = [0,030382 – 0,009106 – 0,002491].931,5 = 17,498 [MeV]. Chọn C.
Bài 9: Cho khối lượng của prôtôn; nơtron;
A. lớn hơn một lượng là 5,20 MeV.
B. lớn hơn một lượng là 3,42 MeV.
C. nhỏ hơn một lượng là 3,42 MeV.
D. nhỏ hơn một lượng là 5,20 MeV.
Chọn B.
Bài 10: Giả sử trong một phản ứng hạt nhân, tổng khối lượng của các hạt trước phản ứng nhỏ hơn tổng khối lượng các hạt sau phản ứng là 0,02 u. Phản ứng hạt nhân này
A. thu 18,63 MeV.
B. thu 1,863 MeV.
C. tỏa 1,863 MeV.
D. tỏa 18,63 MeV.
mt < ms nên thu năng lượng; ΔW = 0,02.931.5 = 18,63 MeV. Chọn A.
Bài 11: Tổng hợp hạt nhân heli
A. 1,3.1024 MeV. B. 2,6.1024 MeV.
C. 5,2.1024 MeV. D. 2,4.1024 MeV.
Mỗi phản ứng tổng hợp được 2 hạt nhân hêli nên:
Chọn B.
Xem thêm các dạng bài tập Vật Lí lớp 12 có trong đề thi THPT Quốc gia khác:
Giới thiệu kênh Youtube VietJack
phan-ung-hat-nhan.jsp