Вариант 5, страница 38 - 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 38.
Вариант 5 (с. 38)
Условие. Вариант 5 (с. 38)
скриншот условия

Вариант 5*
1. Может ли произойти ядерная реакция при обстреле $\alpha$-частицами ядер алюминия $^{\text{27}}_{\text{13}}\text{Al}$ с образованием изотопа кремния с массовым числом 30 и выбиванием нейтрона?
2. При делении ядра атома урана $^{\text{235}}_{\text{92}}\text{U}$ освобождается 200 МэВ энергии. Какое количество энергии можно получить при делении ядер урана общей массой 1 г?
Решение. Вариант 5 (с. 38)
1.
Чтобы определить, может ли произойти ядерная реакция, необходимо записать ее уравнение и проверить выполнение законов сохранения массового числа и заряда.
В реакции участвуют:
- ядро алюминия $_{13}^{27}\textrm{Al}$
- α-частица (ядро гелия) $_{2}^{4}\textrm{He}$
В результате реакции должны образоваться:
- изотоп кремния с массовым числом 30: $_{14}^{30}\textrm{Si}$ (порядковый номер кремния в таблице Менделеева - 14)
- нейтрон $_{0}^{1}\textrm{n}$
Запишем уравнение предполагаемой ядерной реакции:
$_{13}^{27}\textrm{Al} + _{2}^{4}\textrm{He} \rightarrow _{14}^{30}\textrm{Si} + _{0}^{1}\textrm{n}$
Проверим выполнение законов сохранения:
1. Закон сохранения массового числа (числа нуклонов). Сумма массовых чисел (верхние индексы) до реакции должна быть равна сумме массовых чисел после реакции.
Слева: $27 + 4 = 31$
Справа: $30 + 1 = 31$
$31 = 31$. Закон сохранения массового числа выполняется.
2. Закон сохранения заряда. Сумма зарядовых чисел (нижние индексы) до реакции должна быть равна сумме зарядовых чисел после реакции.
Слева: $13 + 2 = 15$
Справа: $14 + 0 = 14$
$15 \neq 14$. Закон сохранения заряда не выполняется.
Поскольку один из фундаментальных законов сохранения (закон сохранения заряда) не выполняется, такая ядерная реакция невозможна.
Ответ: Нет, такая реакция произойти не может, так как она нарушает закон сохранения электрического заряда.
2.
Дано:
$E_1 = 200 \text{ МэВ}$
$m(^{235}\text{U}) = 1 \text{ г}$
$M(^{235}\text{U}) \approx 235 \text{ г/моль}$
$N_A = 6.022 \times 10^{23} \text{ моль}^{-1}$
$m = 1 \text{ г} = 10^{-3} \text{ кг}$
$M = 235 \text{ г/моль} = 0.235 \text{ кг/моль}$
$E_1 = 200 \text{ МэВ} = 200 \times 10^6 \text{ эВ} = 200 \times 10^6 \times 1.602 \times 10^{-19} \text{ Дж} \approx 3.204 \times 10^{-11} \text{ Дж}$
Найти:
$E_{общ}$ - ?
Решение:
Общее количество энергии $E_{общ}$, которое можно получить, равно произведению числа ядер урана $N$ в данной массе на энергию $E_1$, освобождающуюся при делении одного ядра:
$E_{общ} = N \cdot E_1$
Число ядер $N$ можно найти, зная массу вещества $m$, его молярную массу $M$ и число Авогадро $N_A$.
Сначала найдем количество вещества (число молей) $v$ в 1 г урана:
$v = \frac{m}{M}$
Затем найдем число ядер $N$ в этом количестве вещества:
$N = v \cdot N_A = \frac{m}{M} \cdot N_A$
Подставим числовые значения:
$N = \frac{1 \text{ г}}{235 \text{ г/моль}} \cdot 6.022 \times 10^{23} \text{ моль}^{-1} \approx 2.562 \times 10^{21}$
Теперь можно рассчитать общую энергию:
$E_{общ} = 2.562 \times 10^{21} \cdot 3.204 \times 10^{-11} \text{ Дж} \approx 8.209 \times 10^{10} \text{ Дж}$
Округлим результат до двух значащих цифр: $8.2 \times 10^{10} \text{ Дж}$ или 82 ГДж (гигаджоуля).
Ответ: $E_{общ} \approx 8.2 \times 10^{10} \text{ Дж}$.
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 5 расположенного на странице 38 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 5 (с. 38), авторов: Ерюткин (Евгений Сергеевич), Ерюткина (Светлана Григорьевна), ФГОС (старый) базовый и углублённый уровень обучения учебного пособия издательства Просвещение.