Номер 2, страница 84 - гдз по физике 9 класс самостоятельные и контрольные работы Марон, Марон

Глава 4. Строение атома и атомного ядра. Использование энергии атомных ядер. Самостоятельные работы. СР-63. Деление ядер урана. Цепная реакция. Вариант 2 - номер 2, страница 84.

Условие.

2. Что происходит с внутренней энергией при делении ядер урана?

Решение.

При делении тяжелых атомных ядер, таких как ядра урана, происходит высвобождение большого количества энергии. Этот процесс можно объяснить с точки зрения энергии связи нуклонов (протонов и нейтронов) в ядре и дефекта масс.

1. Энергия связи. Внутренняя энергия ядра связана с силами, удерживающими нуклоны вместе. Энергия, которую необходимо затратить, чтобы разделить ядро на отдельные нуклоны, называется энергией связи. Чем больше энергия связи на один нуклон (удельная энергия связи), тем более устойчивым является ядро. У ядер элементов, находящихся в середине периодической таблицы (например, криптон, барий), удельная энергия связи больше, чем у очень тяжелых ядер, таких как уран.

2. Дефект масс. Когда ядро урана делится на два более легких ядра (осколки деления), образуются более стабильные ядра с большей удельной энергией связи. Согласно принципу эквивалентности массы и энергии Эйнштейна, полная масса продуктов деления (осколков и свободных нейтронов) оказывается немного меньше массы исходного ядра урана. Эта разница масс, называемая дефектом масс ($Δm$), преобразуется в энергию ($\text{E}$) по формуле:

$E = Δm \cdot c^2$

где $\text{c}$ — скорость света в вакууме.

Таким образом, внутренняя энергия системы уменьшается, так как нуклоны в конечных продуктах связаны сильнее, чем в исходном ядре урана. Выделившаяся энергия проявляется в виде:

• Кинетической энергии разлетающихся осколков деления.
• Кинетической энергии испускаемых нейтронов.
• Энергии электромагнитного излучения (гамма-квантов).

Эта высвобожденная энергия и используется в атомных электростанциях и ядерном оружии.

Ответ: При делении ядер урана их внутренняя энергия уменьшается, а высвободившаяся часть энергии преобразуется в кинетическую энергию продуктов реакции (осколков деления, нейтронов) и энергию гамма-излучения, которые вызывают нагрев окружающей среды.