Номер 5, страница 259 - гдз по физике 9 класс учебник Громов, Родина

Глава 7. Квантовые явления. Параграф 62. Ядерные силы и ядерные реакции. Вопросы - номер 5, страница 259.

Условие.

5. На чём основан расчёт энергии, выделяющейся в ядерных реакциях?

Решение.

5. Расчет энергии, которая выделяется или поглощается в ходе ядерных реакций, основан на фундаментальном законе эквивалентности массы и энергии, который был сформулирован Альбертом Эйнштейном. Этот закон устанавливает, что масса и энергия являются взаимосвязанными и могут превращаться друг в друга.

Ключевым понятием для расчета является дефект масс. В любой ядерной реакции суммарная масса покоя частиц, вступающих в реакцию, не в точности равна суммарной массе покоя частиц, образующихся в результате реакции. Разница между этими массами и есть дефект масс $\Delta m$.

Энергетический выход реакции $\Delta E$ (количество выделившейся или поглощенной энергии) вычисляется по знаменитой формуле Эйнштейна:

$\Delta E = \Delta m \cdot c^2$

В этой формуле $\Delta m$ — это дефект масс, который находится как разность между суммой масс исходных частиц и суммой масс продуктов реакции: $\Delta m = (\sum m_{исходных}) - (\sum m_{продуктов})$. Величина $\text{c}$ — это скорость света в вакууме, константа, равная приблизительно $3 \cdot 10^8$ м/с.

Если масса продуктов реакции меньше массы исходных частиц ($\Delta m > 0$), то "недостающая" масса превращается в энергию, которая выделяется в виде кинетической энергии новых частиц и энергии электромагнитного излучения (гамма-квантов). Такие реакции называются экзотермическими.

Если же масса продуктов реакции оказывается больше массы исходных частиц ($\Delta m < 0$), то для протекания такой реакции необходимо затратить энергию извне. Такие реакции называются эндотермическими.

Таким образом, для расчета энергетического выхода ядерной реакции необходимо знать точные массы всех участвующих в ней ядер и частиц.

Ответ: Расчёт энергии, выделяющейся в ядерных реакциях, основан на законе взаимосвязи массы и энергии ($\Delta E = \Delta m \cdot c^2$). Энергия рассчитывается через дефект масс — разницу между суммарной массой частиц до реакции и суммарной массой частиц после реакции.