Какое количество теплоты будет высвобождено в результате n=1, 6*10^13 ядерных реакций между дейтерием (h(2,1

Markiz

50

Давайте рассчитаем количество высвобождаемой теплоты в результате этих ядерных реакций.

Для начала, нам необходимо найти изменение массы вещества в результате реакции. Изменение массы можно рассчитать вычитанием массы исходных реагентов из массы образовавшихся продуктов:

\[
\Delta m = \sum m_{\text{продуктов}} - \sum m_{\text{реагентов}}
\]

Для данной реакции:

\[
\Delta m = [2 \cdot m(\text{He}) + m(\text{n})] - [m(\text{H}_2) + m(\text{H}_3)]
\]

Подставим известные значения:

\[
\Delta m = [2 \cdot 4.00260 \, \text{a.e.м} + 1.00866 \, \text{a.e.м}] - [2.01410 \, \text{a.e.м} + 3.01605 \, \text{a.e.м}]
\]

\[
\Delta m = [8.00520 \, \text{a.e.м} + 1.00866 \, \text{a.e.м}] - [2.01410 \, \text{a.e.м} + 3.01605 \, \text{a.e.м}]
\]

\[
\Delta m = 9.01386 \, \text{a.e.м} - 5.03015 \, \text{a.e.м} = 3.98371 \, \text{a.e.м}
\]

Теперь, мы знаем, что масса делящихся атомов уменьшилась на 3.98371 a.e.м. Согласно принципу эквивалентности энергии и массы, мы можем рассчитать количество высвобождаемой энергии с использованием формулы:

\[
Q = \Delta m \cdot c^2
\]

где \(c\) - скорость света в вакууме, \(c = 3 \times 10^8 \, \text{м/с}\).

Подставим известные значения:

\[
Q = 3.98371 \, \text{a.e.м} \times (3 \times 10^8 \, \text{м/с})^2
\]

\[
Q = 3.98371 \, \text{a.e.м} \times 9 \times 10^{16} \, \text{м}^2/\text{с}^2
\]

\[
Q = 3.98371 \times 9 \, \text{a.e.м} \times 10^{16} \, \text{м}^2/\text{с}^2
\]

\[
Q = 35.85339 \, \text{a.e.м} \times 10^{16} \, \text{м}^2/\text{с}^2
\]

\[
Q = 3.585339 \times 10^{17} \, \text{a.e.м} \cdot \text{м}^2/\text{с}^2
\]

Таким образом, количество высвобожденной теплоты составляет \(3.585339 \times 10^{17} \, \text{а.е.м} \cdot \text{м}^2/\text{с}^2\).

Я надеюсь, что этот ответ ясно объясняет процесс расчета и его обоснование. Если у вас возникнут дополнительные вопросы, пожалуйста, не стесняйтесь задавать их!