Какое количество энергии извлекается из 1 кг водорода в результате термоядерной реакции протон-протон?

Чупа_8297

57

Количество энергии, извлекаемое из 1 кг водорода в результате термоядерной реакции протон-протон, можно определить с использованием формулы, полученной из формулы Эйнштейна E = mc², где E - энергия, m - масса и c - скорость света.

Сначала нам необходимо вычислить массу водорода в кг, зная его атомную массу. Молярная масса водорода (H₂) составляет приблизительно 2 г/моль, поскольку молекула водорода (H₂) имеет массу 2 г. Таким образом, для 1 кг водорода масса будет составлять 1000 г / 2 г/моль = 500 моль.

Затем нам необходимо знать энергетический выход термоядерной реакции протон-протон, которая происходит внутри Солнца. Официально принятый энергетический выход этой реакции равен примерно 4,3 млн электрон-вольт (MeV) на одну слияние.

Теперь мы можем вычислить полную энергию, извлекаемую из 1 кг водорода. Для этого мы будем использовать следующую формулу:

Энергия = масса × энергетический выход

Подставив наши значения, получим:

Энергия = 500 моль × 4,3 МэВ/слияние

Для удобства расчета, давайте переведем энергетический выход в джоули, учитывая, что 1 электрон-вольт равен приблизительно 1,6 х 10^19 Дж:

4,3 МэВ × 1,6 х 10^19 Дж/МэВ = 6,88 х 10^19 Дж/слияние

Теперь мы можем продолжить наш расчет:

Энергия = 500 моль × 6,88 х 10^19 Дж/слияние

Теперь давайте рассчитаем общее количество энергии, извлекаемое из 1 кг водорода:

Энергия = 500 моль × 6,88 х 10^19 Дж/слияние = 3,44 х 10^22 Дж

Таким образом, количество энергии, извлекаемое из 1 кг водорода в результате термоядерной реакции протон-протон, составляет приблизительно 3,44 х 10^22 Дж.

Обратите внимание, что это приближенное значение, основанное на официально принятых данных. Вычисления могут варьироваться в зависимости от принятых значений.