Номер 46.13, страница 169 - гдз по физике 7-9 класс сборник задач Лукашик, Иванова

§ 46. Сведения о строении атома. Глава 7. Электрические явления - номер 46.13, страница 169.

46.13 [1212] Во сколько раз масса ядра атома углерода больше массы ядра атома водорода?

Решение

Для того чтобы определить, во сколько раз масса ядра атома углерода больше массы ядра атома водорода, необходимо рассмотреть состав ядер этих элементов.

Масса атомного ядра определяется общим числом протонов и нейтронов, которые в нем содержатся. Эти частицы называются нуклонами. Масса одного протона приблизительно равна массе одного нейтрона. Поэтому масса ядра с высокой точностью пропорциональна массовому числу $A$ – общему количеству нуклонов в ядре.

1. Ядро наиболее распространенного изотопа водорода (протия, $ ^{1}_{1}\text{H} $) состоит всего из одной частицы — протона. Его зарядовое число $Z=1$, а массовое число $A_H=1$. Масса его ядра $m_H$ приблизительно равна массе одного протона.

2. Ядро наиболее распространенного изотопа углерода ($ ^{12}_{6}\text{C} $) состоит из 6 протонов и 6 нейтронов. Его зарядовое число $Z=6$, а массовое число $A_C = 6 + 6 = 12$. Масса его ядра $m_C$ приблизительно равна массе 12 нуклонов.

3. Чтобы найти, во сколько раз масса ядра углерода больше массы ядра водорода, найдем отношение их масс. Поскольку массы ядер примерно пропорциональны их массовым числам, можно найти отношение массовых чисел:
$ \frac{m_C}{m_H} \approx \frac{A_C}{A_H} = \frac{12}{1} = 12 $

Небольшая разница в массах, обусловленная дефектом масс (энергией связи нуклонов в ядре углерода), в таких задачах, как правило, не учитывается, и используется приближение через массовые числа.

Ответ: масса ядра атома углерода больше массы ядра атома водорода примерно в 12 раз.