Какова высвобождающаяся энергия в результате следующих реакций: а) 73Li + 10n → 42He + 13H б) 94Be + 42He → 10n + 136C

Вечный_Герой

30

Давайте посмотрим на каждую реакцию по отдельности и определим высвобождающуюся энергию.

а) Реакция: 73Li + 10n → 42He + 13H

Для начала, давайте разберем, что означают данные символы. Числа перед символами элементов указывают на их атомные номера (количество протонов в ядре) и определяют тип элемента. Например, 10n означает нейтрон, а 42He - гелий.

В данной реакции происходит "ядерный синтез" или ядерная реакция, и это обычно сопровождается поглощением или высвобождением энергии. Для нахождения высвобождающейся энергии воспользуемся формулой Эйнштейна - \(E = mc^2\), где E - энергия, m - масса и c - скорость света в вакууме.

Сначала нам нужно определить изменение массы в данной реакции. Для этого найдем массы всех элементов и вычтем массы реагентов из масс продуктов.

Масса 73Li - примерно 7.016004 г/моль
Масса 10n - примерно 1.008665 г/моль
Масса 42He - примерно 4.002603 г/моль
Масса 13H - примерно 1.007825 г/моль

Теперь вычислим изменение массы:

Изменение массы = (масса продуктов) - (масса реагентов)
= (4.002603 г/моль + 1.007825 г/моль) - (7.016004 г/моль + 1.008665 г/моль)
= 5.010428 г/моль - 8.024669 г/моль
= -3.014241 г/моль

Отрицательное значение изменения массы указывает на то, что происходит высвобождение энергии.

Теперь, чтобы определить высвобождающуюся энергию, умножим изменение массы на квадрат скорости света:

\(E = mc^2 = (-3.014241 \, \text{г/моль}) \times (299,792,458 \, \text{м/с})^2\)

Подставив числа, получим:

\(E \approx -2.703 \times 10^{17} \, \text{Дж/моль}\)

Обратите внимание, что значение энергии имеет отрицательный знак, что указывает на высвобождение энергии.

б) Реакция: 94Be + 42He → 10n + 136C

Аналогично предыдущей реакции, найдем изменение массы и определим высвобождающуюся энергию.

Масса 94Be - примерно 9.012182 г/моль
Масса 42He - примерно 4.002603 г/моль
Масса 10n - примерно 1.008665 г/моль
Масса 136C - примерно 12.01078 г/моль

Изменение массы = (масса продуктов) - (масса реагентов)
= (1.008665 г/моль + 12.01078 г/моль) - (9.012182 г/моль + 4.002603 г/моль)
= 13.019445 г/моль - 13.014785 г/моль
= 0.00466 г/моль

Высвобождающаяся энергия = (изменение массы) * (скорость света в квадрате):

\(E = mc^2 = (0.00466 \, \text{г/моль}) \times (299,792,458 \, \text{м/с})^2\)

Подставив числа, получим:

\(E \approx 4.182 \times 10^{12} \, \text{Дж/моль}\)

Вторая реакция также приводит к высвобождению энергии, но на меньшую величину, чем первая реакция.

Это пошаговое объяснение позволяет понять, как были получены результаты и дает возможность школьнику лучше разобраться в материале. Если у вас возникнут еще вопросы, не стесняйтесь задавать их!