Câu hỏi bài 3 trang 110 Vật lý 12 Chân trời sáng tạo: Tính năng lượng tỏa ra khi 100 g \({}_2^3He\) được tạo thành trong phản ứng nhiệt hạch: \({}_1^2H + {}_1^2H \to {}_2^3He + {}_0^1n\)...

Tính năng lượng tỏa ra khi 100 g \({}_2^3He\) được tạo thành trong phản ứng nhiệt hạch:

\({}_1^2H + {}_1^2H \to {}_2^3He + {}_0^1n\), biết rằng mỗi phản ứng này toả ra năng lượng khoảng 3,27 MeV. So sánh với năng lượng tỏa ra khi phân hạch hoàn toàn 100 g \({}_{92}^{235}U\), biết trung bình mỗi phản ứng phân hạch của \({}_{92}^{235}U\) tỏa ra năng lượng khoảng 200 Mev.

Hướng dẫn giải :

Vận dụng công thức tính năng lượng tỏa ra

Lời giải chi tiết :

Số hạt He có trong 100 g \({}_2^3He\) là: \({N_{He}} = \frac{{{m_{He}}}}{{{A_{He}}}}.{N_A} = \frac{{100}}{3}.6,{022.10^{23}} = 2,{0073.10^{25}}\)

Năng lượng tỏa ra khi 100 g \({}_2^3He\) tạo thành là: \({E_1} = 2,{0073.10^{25}}.3,2.1,{6.10^{ - 13}} = 0,{1.10^{15}}J\)

100 g \({}_{92}^{235}U\) phân hạch tạo ra số phản ứng là: \({N_U} = \frac{{{m_U}}}{{{A_U}}}.{N_A} = \frac{{100}}{{235}}.6,{022.10^{23}} = 2,{563.10^{23}}\)

Năng lượng tỏa ra khi 100 g \({}_{92}^{235}U\) phân hạch là:\({E_2} = 200{N_U} = 200.2,{563.10^{23}}.1,{6.10^{ - 13}} = 8,{2.10^{12}}J\)

Vậy 100 g \({}_2^3He\) được tạo thành từ phản ứng nhiệt hạch tỏa ra năng lượng lớn gấp khoảng 12 lần năng lượng tỏa ra khi 100 g \({}_{92}^{235}U\)bị phân hạch hoàn toàn