Тема . №25 Электродинамика (Расчетная задача высокого уровня сложности)

.18 Ядерные реакции. Энергия связи (Отсутствует в данном номере в ЕГЭ 2025)

Вспоминай формулы по каждой теме
Решай новые задачи каждый день
Вдумчиво разбирай решения
ШКОЛКОВО.
Готовиться с нами - ЛЕГКО!
Подтемы раздела №25 электродинамика (расчетная задача высокого уровня сложности)
Решаем задачу:

Ошибка.
Попробуйте повторить позже

Задача 1#13797

Используя таблицу масс атомных ядер, вычислите энергию, освобождающуюся при синтезе 1 кг гелия из изотопов водорода — дейтерия и трития:

21H +31H →42 He +10n

М ассы атомных ядер

|--------------|----------------|--------------|-----------------------------|
|А том ный номер|Н азвание элемента|С имвол изотопа  Масса атомно&#x043
|------1-------|-----водород-----|------11H------|-1,6726-⋅10−27 кг|-1,00727-а.е.м.-|
|------1-------|-----водород-----|------21H------|-3,3437-⋅10−27 кг|-2,01355-а.е.м.-|
|      1       |     водород     |      31H      | 5,0075 ⋅10−27 кг| 3,01550 а.е.м. |
|------2-------|------гелий------|-----3He------|-5,0066-⋅10−27 кг|-3,01493-а.е.м.-|
|--------------|----------------|-----24--------|---------−27---|-------------|
|------2-------|------гелий------|-----2He------|-6,6449-⋅10---кг-|-4,00151-а.е.м.-|
|------13------|----алюминий----|-----2173Al-----|44,7937⋅10−27-кг|-26,07441 а.е.м.
-------15------------фосфор------------3015P-------49,7683⋅10−27-кг--29,97008 а.е.м.
|       -      |     нейтрон     |      10n      | 1,6750 ⋅10−27 кг| 1,00866 а.е.м. |
------------------------------------------------------------------------------
Показать ответ и решение

Выход ΔE  ядерной реакции синтеза ядер гелия из ядер дейтерия и трития вычислим по формуле дефекта массы:

         2
ΔE = Δmc

Δm = m21H + m31H − m42He − mn

Найдем дефект массы Δm  ядерной реакции:

Δm  =2,01355+ 3,01550− 4,00151− 1,00866 =0,01888 a.e. м

или:

                                     −27           −29
Δm  =(3,3437 +5,0075− 6,6449− 1,6750)⋅10   кг= 3,13⋅10   кг

Используя переводной коэффициент получим энергетический выход ядерной реакции:

ΔE  = 0,01888⋅931,5 МэВ ≈ 17,6 МэВ

Или умножим массу на квадрат скорости света, получим энергетический выход ядерной реакции:

            −29     16             −12
ΔE = 3,13⋅10  ⋅9 ⋅10  Д ж = 2,817⋅10   Дж

Найдем число N  ядер в 1 кг гелия:

     m          1 кг            26
N = mHe- = 6,6449⋅10−27 кг-≈1,5⋅10

Количество энергии освободившееся при синтезе:

E = ΔE ⋅N ≈ 17,6 ⋅1,6⋅10−13⋅1,5⋅1026 ≈ 4,2⋅1014 Дж

или

E = ΔE ⋅N ≈ 2,817⋅10−12 ⋅1,5⋅1026 ≈ 4,2⋅1014 Дж
Ответ:
Критерии оценки

Критерии оценивания выполнения задачи

Баллы

Приведено полное решение, включающее следующие элементы:

3

I) записаны положения теории и физические законы,

закономерности, применение которых необходимо для решения

задачи выбранным способом (в данном случае: записана формула связи энергии с дефектом массы, записана формула нахождения дефекта массы);

II) описаны все вновь вводимые в решении буквенные обозначения

физических величин (за исключением обозначений констант,

указанных в варианте КИМ, обозначений, используемых в условии

задачи, и стандартных обозначений величин, используемых при

написании физических законов);

III) представлены необходимые математические преобразования и

расчёты, приводящие к правильному числовому ответу

(допускается решение «по частям» с промежуточными

вычислениями);

IV) представлен правильный ответ с указанием единиц измерения

искомой величины

Правильно записаны все необходимые положения теории,

2

физические законы, закономерности, и проведены необходимые

преобразования, но имеется один или несколько из следующих

недостатков

Записи, соответствующие пункту II, представлены не в полном

объёме или отсутствуют.

И (ИЛИ)

В решении лишние записи, не входящие в решение (возможно,

неверные), не отделены от решения (не зачёркнуты; не заключены

в скобки, рамку и т.п.).

И (ИЛИ)

В необходимых математических преобразованиях или вычислениях

допущены ошибки, и (или) преобразования/вычисления не

доведены до конца.

И (ИЛИ)

Отсутствует пункт IV, или в нём допущена ошибка

Представлены записи, соответствующие одному из следующих

1

случаев.

Представлены только положения и формулы, выражающие

физические законы, применение которых необходимо для решения

задачи, без каких-либо преобразований с их использованием,

направленных на решение задачи, и ответа.

ИЛИ

В решении отсутствует ОДНА из исходных формул, необходимая

для решения задачи (или утверждение, лежащее в основе решения),

но присутствуют логически верные преобразования с имеющимися

формулами, направленные на решение задачи.

ИЛИ

В ОДНОЙ из исходных формул, необходимых для решения задачи

(или в утверждении, лежащем в основе решения), допущена

ошибка, но присутствуют логически верные преобразования с

имеющимися формулами, направленные на решение задачи

Все случаи решения, которые не соответствуют вышеуказанным

0

критериям выставления оценок в 1, 2, 3 балла

Максимальный балл

3

Специальные программы

Все специальные программы

Программа
лояльности v2.0

Приглашай друзей в Школково и получай вознаграждение до 10%!

Крути рулетку
и выигрывай призы!

Крути рулетку и покупай курсы со скидкой, которая привязывается к вашему аккаунту.

Бесплатное онлайн-обучение

Для школьников из приграничных территорий России, проживающих в ДНР, ЛНР, Херсонской, Запорожской, Белгородской, Курской, Брянской областях и Крыму.

Налоговые вычеты

Узнай, как получить налоговый вычет при оплате обучения в «Школково».

Специальное предложение
для учителей

Бесплатный доступ к любому курсу подготовки к ЕГЭ, ОГЭ и олимпиадам от «Школково». Мы с вами делаем общее и важное дело, а потому для нас очень значимо быть чем-то полезными для учителей по всей России!

Вернём деньги за курс
за твою сотку на ЕГЭ

Сдать экзамен на сотку и получить обратно деньги за подготовку теперь вполне реально!

cyberpunkMouse
cyberpunkMouse
Рулетка
Вы можете получить скидку в рулетке!