Какова разность масс между протием и дейтерием, образованных из протия и нейтрона? Какое количество воды можно

Марина

4

Для решения данной задачи, нам необходимо знать массы протия и дейтерия, а также взять во внимание количество атомов дейтерия. Давайте рассмотрим каждую часть вопроса по очереди и обоснуем ответы.

1. Разность масс между протием (H-1) и дейтерием (H-2).
- Протий (H-1) состоит из одного протона без нейтронов. Масса протона составляет примерно 1,007825 атомных единиц массы (а.е.м).
- Дейтерий (H-2) состоит из одного протона и одного нейтрона. Масса протона и нейтрона примерно одинакова и составляет 1,007825 а.е.м.
- Таким образом, разность масс между протием и дейтерием равна:
\[1,007825 а.е.м - (1,007825 а.е.м + 1,007825 а.е.м) = -1,007825 а.е.м.\]
- Объяснение: Разность масс между протием и дейтерием является отрицательной величиной, так как протий легче дейтерия.

2. Количество воды, которое можно испарить, используя энергию, выделяющуюся при формировании 6,02*(10 в 23 степени) атомов дейтерия.
- Для расчета количества испаряемой воды, нам понадобится использовать физическую константу известную как молярная масса воды.
- Молярная масса воды равна примерно 18,01528 г/моль.
- Из задания известно количество атомов дейтерия, которое составляет 6,02 * 10^23 атома.
- Чтобы определить массу дейтерия, используем молярную массу дейтерия, которая составляет примерно 2,014 а.е.м.
- Количество молей дейтерия можно найти, разделив полученную массу на молярную массу дейтерия:
\[масса / молярная\ масса = (6,02 * 10^23\ атомов * 2,014\ а.е.м) / (6,022 * 10^23\ атомов/моль)\]
- Объяснение: Это выражение позволяет нам найти количество молей дейтерия, используя известную массу дейтерия и его молярную массу.

- Определив количество молей дейтерия, мы можем вычислить количество молей воды, которое можно испарить с использованием энергии выводящейся при формировании данного количества дейтерия.
- Связь между энергией, молями и теплотой испарения воды (константа Л) задается следующим соотношением:
\[\text{энергия (Дж)} = \text{количество молей} \times \text{теплота испарения (Дж/моль)}\]
- Теплота испарения воды составляет примерно 40 657 Дж/моль.
- Используем эти данные для расчета количества испаряемой воды:
\[\text{количество молей воды} = \text{энергия (Дж)} / \text{теплота испарения (Дж/моль)}\]
- Заменим значения:
\[\text{количество молей воды} = (6,02 \times 10^{23} \times 2,014) / (40 657)\]
- Объяснение: Это уравнение позволяет нам найти количество молей воды, используя полученную энергию и теплоту испарения воды.

- Чтобы получить количество испаренной воды в граммах, умножим количество молей воды на её молярную массу:
\[\text{масса воды} = \text{количество молей воды} \times \text{молярная масса воды}\]

- Объяснение: Умножение количества молей воды на молярную массу воды позволит выразить количество испаренной воды в граммах.

- Зная молярную массу воды составляющую примерно 18,01528 г/моль:
\[\text{масса воды} = \text{количество молей воды} \times 18,01528\]
- Продолжение арифметических вычислений:
\[\text{масса воды} = (6,02 \times 10^{23} \times 2,014 \times 18,01528) / (40 657)\]

- Результат:
Объяснение: Конечный результат даст нам количество воды, которое можно испарить при использовании энергии, выделяющейся при формировании заданного количества дейтерия. Вычисления с данными значениями дают около 5,37 грамма воды.

В итоге, разность масс между протием и дейтерием составляет -1,007825 а.е.м, а количество испаряемой воды, используя энергию, выделяющуюся при формировании 6,02 * 10^23 атомов дейтерия, равно примерно 5,37 грамма.