Вариант 1, страница 37 - гдз по физике 11 класс самостоятельные и контрольные работы Ерюткин, Ерюткина

Авторы: Ерюткин Е. С., Ерюткина С. Г.
Тип: Самостоятельные и контрольные работы
Серия: классический курс
Издательство: Просвещение
Год издания: 2020 - 2025
Уровень обучения: базовый и углублённый
Цвет обложки: фиолетовый
ISBN: 978-5-09-097-598-8
Популярные ГДЗ в 11 классе
Самостоятельная работа № 3. Ядерные реакции. Энергетический выход ядерных реакций. Физика атомного ядра. Квантовая физика - страница 37.
Вариант 1 (с. 37)
Условие. Вариант 1 (с. 37)
скриншот условия

Самостоятельная работа № 3
Ядерные реакции. Энергетический выход ядерных реакций
Вариант 1
1. При бомбардировке ядра изотопа азота $_{7}^{14}\text{N}$ $\alpha$-частицами образуются два изотопа, один из которых кислород $_{8}^{17}\text{O}$. Определите второй изотоп.
2. Выделяется или поглощается энергия и в каком количестве при реакции $_{3}^{6}\text{Li} + _{1}^{1}\text{H} \rightarrow _{2}^{4}\text{He} + _{2}^{3}\text{He}$?
Решение. Вариант 1 (с. 37)
1.
Для определения второго изотопа запишем уравнение ядерной реакции. Ядро азота $^{14}_{7}\text{N}$ бомбардируется $\alpha$-частицей (ядром гелия $^{4}_{2}\text{He}$). В результате образуются ядро кислорода $^{17}_{8}\text{O}$ и неизвестное ядро $^{A}_{Z}\text{X}$.
Уравнение реакции имеет вид:
$^{14}_{7}\text{N} + ^{4}_{2}\text{He} \rightarrow ^{17}_{8}\text{O} + ^{A}_{Z}\text{X}$
Согласно законам сохранения массового числа и заряда в ядерных реакциях, сумма массовых чисел (верхние индексы) и сумма зарядовых чисел (нижние индексы) до реакции должны быть равны суммам после реакции.
Закон сохранения массового числа:
$14 + 4 = 17 + A$
$18 = 17 + A$
$A = 18 - 17 = 1$
Закон сохранения заряда:
$7 + 2 = 8 + Z$
$9 = 8 + Z$
$Z = 9 - 8 = 1$
Таким образом, второй образовавшийся изотоп имеет массовое число $A=1$ и зарядовое число $Z=1$. Элемент с зарядовым числом $Z=1$ — это водород (H). Изотоп водорода с массовым числом 1 — это протий, который также является протоном ($^{1}_{1}\text{H}$ или $p$).
Ответ: второй изотоп — протий (протон) $^{1}_{1}\text{H}$.
2.
Дано:
Ядерная реакция: $^{6}_{3}\text{Li} + ^{1}_{1}\text{H} \rightarrow ^{4}_{2}\text{He} + ^{3}_{2}\text{He}$
Массы ядер (в атомных единицах массы):
$m(^{6}_{3}\text{Li}) = 6.01512$ а.е.м.
$m(^{1}_{1}\text{H}) = 1.00783$ а.е.м.
$m(^{4}_{2}\text{He}) = 4.00260$ а.е.м.
$m(^{3}_{2}\text{He}) = 3.01603$ а.е.м.
Энергетический эквивалент 1 а.е.м.: $E_{а.е.м.} = 931.5$ МэВ
Найти:
Энергетический выход реакции $Q$.
Решение:
Энергетический выход ядерной реакции $Q$ определяется разностью масс покоя ядер до и после реакции (дефектом масс $\Delta m$):
$Q = \Delta m \cdot c^2 = (M_{до} - M_{после}) \cdot c^2$
где $M_{до}$ — суммарная масса частиц, вступающих в реакцию, а $M_{после}$ — суммарная масса частиц, образующихся в результате реакции.
Если $Q > 0$ ($\Delta m > 0$), то энергия выделяется.
Если $Q < 0$ ($\Delta m < 0$), то энергия поглощается.
Вычислим суммарную массу частиц до реакции:
$M_{до} = m(^{6}_{3}\text{Li}) + m(^{1}_{1}\text{H}) = 6.01512 \text{ а.е.м.} + 1.00783 \text{ а.е.м.} = 7.02295 \text{ а.е.м.}$
Вычислим суммарную массу частиц после реакции:
$M_{после} = m(^{4}_{2}\text{He}) + m(^{3}_{2}\text{He}) = 4.00260 \text{ а.е.м.} + 3.01603 \text{ а.е.м.} = 7.01863 \text{ а.е.м.}$
Теперь найдем дефект масс:
$\Delta m = M_{до} - M_{после} = 7.02295 \text{ а.е.м.} - 7.01863 \text{ а.е.м.} = 0.00432 \text{ а.е.м.}$
Так как дефект масс $\Delta m > 0$, масса продуктов реакции меньше массы исходных ядер, следовательно, энергия выделяется.
Рассчитаем количество выделившейся энергии, используя энергетический эквивалент атомной единицы массы:
$Q = \Delta m \cdot 931.5 \text{ МэВ/а.е.м.}$
$Q = 0.00432 \cdot 931.5 \text{ МэВ} \approx 4.024 \text{ МэВ}$
Ответ: в результате реакции выделяется энергия в количестве approximately $4.024$ МэВ.
Другие задания:
Помогло решение? Оставьте отзыв в комментариях ниже.
Присоединяйтесь к Телеграм-группе @top_gdz
ПрисоединитьсяМы подготовили для вас ответ c подробным объяснением домашего задания по физике за 11 класс, для упражнения Вариант 1 расположенного на странице 37 к самостоятельным и контрольным работам серии классический курс 2020 года издания для учащихся школ и гимназий.
Теперь на нашем сайте ГДЗ.ТОП вы всегда легко и бесплатно найдёте условие с правильным ответом на вопрос «Как решить ДЗ» и «Как сделать» задание по физике к упражнению Вариант 1 (с. 37), авторов: Ерюткин (Евгений Сергеевич), Ерюткина (Светлана Григорьевна), ФГОС (старый) базовый и углублённый уровень обучения учебного пособия издательства Просвещение.