Giải vật lí 12 bài 39: Phản ứng nhiệt hạch
Nội dung bài gồm:
- I. TÓM TẮT LÝ THUYẾT
- II. GIẢI BÀI TẬP
- Hướng dẫn trả lời các câu hỏi giữa bài.
- Giải câu 1: Hãy tìm ra kết quả này dựa vào các số...
- Hướng dẫn trả lời các câu hỏi cuối bài
- Giải câu 1: Hãy nêu lên các điều kiện để phản ứng...
- Giải câu 2: So sánh ( định tính ) phản ứng nhiệt...
- Giải câu 3: Trên một số sao người ta tìm thấy các...
- Giải câu 4: Xét phản ứng...
I. TÓM TẮT LÝ THUYẾT
I. Cơ chế của phản ứng nhiệt hạch:
1. Phản ứng nhiệt hạch:
- Là phản ứng trong đó hai hạt nhân nhẹ tổng hợp lại thành một hạt nhân nặng hơn.
2. Điều kiện thực hiện:
- Nhiệt độ cao ( 50 ÷ 100 triệu độ ).
- Mật độ hạt nhân trong plasma (n) phải đủ lớn.
- Thời gian duy trì trạng thái plasma ở nhiệt độ cao ( 100 triệu độ ) phải đủ lớn.
II. Năng lượng nhiệt hạch:
- Năng lượng tỏa ra bởi các phản ứng nhiệt hạch được gọi là năng lượng nhiệt hạch.
III. Phản ứng nhiệt hạch trên Trái Đất:
- Năng lượng nhiệt hạch trên Trái Đất, với những ưu việt không gây ô nhiễm ( sạch ) và nguyên liệu dồi dào sẽ là nguồn năng lượng của thế kỉ XXI.
II. GIẢI BÀI TẬP
Bài giải:
$_{1}^{2}\textrm{H}+_{1}^{3}\textrm{H}\rightarrow _{2}^{4}\textrm{He}+_{0}^{1}\textrm{n}$
Khối lượng tỏa ra khi tổng hợp 1 hạt nhân$\alpha$là:
mD = 2,01345u; mT = 3,0155u; mα = 4,0015u; mn = 1,00866u.
W = ( mD + mT - mα - mn ).c2 = ( 2,01345u + 3,0155u - 4,0015u - 1,00866u).c2
= 0,01879.c2 = 0,1879.1,66055.10-27.9.1016 = 0,2808.10-11J
=$\frac{0,2808.10^{-11}}{1,6.10^{-19}}eV$= 0,1755.108eV = 17,55MeV
Bài giải:
Điều kiện để phản ứng nhiệt hạch có thể xảy ra là :
- Nhiệt độ cao khoảng 100 triệu độ
- Mật độ hạt nhân trong plasma phải đủ lớn.
- Thời gian duy trì trạng thái plasma ở nhiệt độ cao 100 triệu đô phải đủ lớn.
Bài giải:
Với phản ứng nhiệt hạch ta thấy :
a. Nhiên liệu cho phản ứng dồi dào, Deteri có sẵn trong thiên nhiên, tức dễ dàng điều chế.
b. Điều kiện thực hiện khó khăn hơn : nhiệt độ rất cao.
c. Năng lượng tỏa ra với cùng một khối lượng nhiên liệu thì lớn hơn : năng lượng tỏa ra khi tổng hợp 1g heli gấp 10 lần năng lượng tỏa ra khi phân hạch 1g Urani.
d. Ô nhiễm môi trường tái sản phẩm cuối cùng của phản ứng nhiệt hạch không có tính phóng xạ nên không gây ô nhiễm mỗi trường
Giải câu 3: Trên một số sao người ta tìm thấy các...
Trên một số sao người ta tìm thấy các hạt nhân cacbon có vai trò xuất phát điểm của một chuỗi phản ứng tổng hợp ( được gọi là chu trình CNO ). Hãy hoàn chỉnh các phản ứng đó.
1.$_{6}^{12}\textrm{C}+?\rightarrow _{7}^{13}\textrm{N}$
2.$_{7}^{13}\textrm{N}\rightarrow _{6}^{13}\textrm{C}+?$
3.$_{6}^{13}\textrm{C}+?\rightarrow _{7}^{14}\textrm{N}$
4.$_{7}^{14}\textrm{N}+?\rightarrow _{8}^{15}\textrm{O}$
5.$_{8}^{15}\textrm{O}\rightarrow _{7}^{15}\textrm{N}+?$
6.$_{7}^{15}\textrm{N}+_{1}^{1}\textrm{H}\rightarrow _{6}^{12}\textrm{C}+?$
Bài giải:
Gọi ? cần tìm là: $_{Z}^{A}\textrm{X}$
Định luật bảo toàn điện tích:
Z1 + Z2 = Z3 + Z4.
Định luật bảo toàn số nuclôn:
A1 + A2 = A3 + A4.
1.$_{6}^{12}\textrm{C}+?\rightarrow _{7}^{13}\textrm{N}$
Áp dụng định luật bảo toàn điện tích và số nuclon:
12 + A = 13 ⇒ A = 1
6 + Z = 7 ⇒ Z = 1
Vậy$_{Z}^{A}\textrm{X}$là$_{1}^{1}\textrm{H}$
2.$_{7}^{13}\textrm{N}\rightarrow _{6}^{13}\textrm{C}+?$
Áp dụng định luật bảo toàn điện tích và số nuclon:
13 = 13 + A ⇒ A = 0
7 = 6 + Z ⇒ Z = 1
Vậy$_{Z}^{A}\textrm{X}$là$_{1}^{0}\textrm{e}$
3.$_{6}^{13}\textrm{C}+?\rightarrow _{7}^{14}\textrm{N}$
Áp dụng định luật bảo toàn điện tích và số nuclon:
13 + A = 14 ⇒ A =1
6 + Z = 7 ⇒ Z = 1
Vậy$_{Z}^{A}\textrm{X}$là$_{1}^{1}\textrm{H}$
4.$_{7}^{14}\textrm{N}+?\rightarrow _{8}^{15}\textrm{O}$
Áp dụng định luật bảo toàn điện tích và số nuclon:
14 + A = 15 ⇒ A = 1
7 + Z =8 ⇒ Z = 1
Vậy$_{Z}^{A}\textrm{X}$là$_{1}^{1}\textrm{H}$
5.$_{8}^{15}\textrm{O}\rightarrow _{7}^{15}\textrm{N}+?$
Áp dụng định luật bảo toàn điện tích và số nuclon:
15 = 15 + A ⇒ A = 0
8 = 7 + Z ⇒ Z = 1
Vậy$_{Z}^{A}\textrm{X}$là$_{1}^{0}\textrm{e}$
6.$_{7}^{15}\textrm{N}+_{1}^{1}\textrm{H}\rightarrow _{6}^{12}\textrm{C}+?$
Áp dụng định luật bảo toàn điện tích và số nuclon:
15 + 1 = 12 + A ⇒ A = 4
7 + 1 = 6 + Z ⇒ Z = 2
Vậy$_{Z}^{A}\textrm{X}$là$_{2}^{4}\textrm{He}$
Giải câu 4: Xét phản ứng...
Xét phản ứng
$_{1}^{2}\textrm{H}+_{1}^{2}\textrm{H}\rightarrow _{2}^{3}\textrm{He}+_{0}^{1}\textrm{n}$
a) Xác định năng lượng tỏa ra bởi phản ứng đó ( tính ra MeV và ra J ).
b) Tính khối lượng đơteri cần thiết để có thể thu được năng lượng nhiệt hạch tương đương với năng lượng tỏa ra khi đốt 1 kg than.
Cho biết:
$_{1}^{2}\textrm{H}=2,0135u$
$_{2}^{3}\textrm{He}=3,0149u$
$_{0}^{1}\textrm{n}=1,0087u$
Bài giải:
Năng lượng tỏa ra khi đốt 1kg than là 30 000kJ.
Xét phản ứng:
$_{1}^{2}\textrm{H}+_{1}^{2}\textrm{H}\rightarrow _{2}^{3}\textrm{He}+_{0}^{1}\textrm{n}$
a) Năng lượng tỏa ra:
W = ( mH + mH - mHe - mn ).c2
= ( 2,0135u + 2,0135u - 3,0149u - 1,0087u).c2
= 3,4.10-3.u.c2 = 3,4.10-3.931,5MeV = 3,1671 MeV
= 3,1671.1,6.10-13J = 5,07.10-13(J)
b) Mỗi phản ứng cần 2 hạt$_{1}^{2}\textrm{H}$ và cho ra một hạt$_{2}^{3}\textrm{H}$
Đốt 1kg than cho 3.107J tương đương với năng lượng tỏa ra bởi N hạt$_{2}^{3}\textrm{H}$
N=$\frac{3.10^{7}}{5,07.10^{-13}}$=5,917.1019 hạt
Mỗi phản ứng cần 2 hạt$_{1}^{2}\textrm{H}$:
Khối lượng Dơteri tổng cộng phải cần đến là:
M=$\frac{(2N).A}{N_{A}}=\frac{2.5,917.10^{19}.2}{6,023.10^{23}}=3,93.10^{-4}g=3,93.10^{-7}kg$
Xem thêm lời giải Giải môn Vật lí lớp 12
- 👉 Giải vật lí 12 bài 1: Dao động điều hòa
- 👉 Giải vật lí 12 bài 8: Giao thoa sóng
- 👉 Giải vật lí 12 bài 2: Con lắc lò xo
- 👉 Giải vật lí 12 bài 3: Con lắc đơn
- 👉 Giải vật lí 12 bài 4: Dao động tắt dần. Dao động cưỡng bức
- 👉 Giải vật lí 12 bài 5: Tổng hợp hai dao động điều hòa cùng phương, cùng tần số. Phương pháp giản đồ Fre-nen
- 👉 Giải vật lí 12 bài 7: Sóng cơ và sự truyền sóng cơ
- 👉 Giải vật lí 12 bài 9: Sóng dừng
- 👉 Giải vật lí 12 bài 10: Đặc trưng vật lí của âm
- 👉 Giải vật lí 12 bài 11: Đặc trưng sinh lí của âm
- 👉 Giải vật lí 12 bài 12: Đại cương về dòng điện xoay chiều
- 👉 Giải vật lí 12 bài 13: Các mạch điện xoay chiều
- 👉 Giải vật lí 12 bài 14: Mạch có R, L, C mắc nối tiếp
- 👉 Giải vật lí 12 bài 15: Công suất tiêu thụ của mạch điện xoay chiều. Hệ số công suất
- 👉 Giải vật lí 12 bài 16: Truyền tải điện năng – Máy biến áp
- 👉 Giải vật lí 12 bài 17: Máy phát điện xoay chiều
- 👉 Giải vật lí 12 bài 18: Động cơ không đồng bộ ba pha
- 👉 Giải vật lí 12 bài 20: Mạch dao động
- 👉 Giải vật lí 12 bài 21: Điện từ trường
- 👉 Giải vật lí 12 bài 22: Sóng điện từ
- 👉 Giải vật lí 12 bài 23: Nguyên tắc thông tin liên lạc bằng sóng vô tuyến
- 👉 Giải vật lí 12 bài 24: Tán sắc ánh sáng
- 👉 Giải vật lí 12 bài 25: Giao thoa ánh sáng
- 👉 Giải vật lí 12 bài 26: Các loại quang phổ
- 👉 Giải vật lí 12 bài 27: Tia hồng ngoại và tia tử ngoại
- 👉 Giải vật lí 12 bài 28: Tia X
- 👉 Giải vật lí 12 bài 30: Hiện tượng quang điện. Thuyết lượng tử ánh sáng
- 👉 Giải vật lí 12 bài 31: Hiện tượng quang điện trong
- 👉 Giải vật lí 12 bài 32: Hiện tượng quang-phát quang
- 👉 Giải vật lí 12 bài 33: Mẫu nguyên tử Bo
- 👉 Giải vật lí 12 bài 34: Sơ lược về laze
- 👉 Giải vật lí 12 bài 35: Tính chất và cấu tạo hạt nhân
- 👉 Giải vật lí 12 bài 36: Năng lượng liên kết của hạt nhân. Phản ứng hạt nhân
- 👉 Giải vật lí 12 bài 37: Phóng xạ
- 👉 Giải vật lí 12 bài 38: Phản ứng phân hạch
- 👉 Giải vật lí 12 bài 39: Phản ứng nhiệt hạch
- 👉 Giải vật lí 12 bài 40: Các hạt sơ cấp
- 👉 Giải vật lí 12 bài 41: Cấu tạo vũ trụ
- 👉 Giải vật lí 12 bài 29: Thực hành: Đo bước sóng ánh sáng bằng phương pháp giao thoa ( Phần 1 )
- 👉 Giải vật lí 12 bài 29: Thực hành: Đo bước sóng ánh sáng bằng phương pháp giao thoa ( Phần 2 )
Lớp 12 | Các môn học Lớp 12 | Giải bài tập, đề kiểm tra, đề thi Lớp 12 chọn lọc
Danh sách các môn học Lớp 12 được biên soạn theo sách giáo khoa mới của bộ giáo dục đào tạo. Kèm theo lời giải sách bài tập, sách giáo khoa, đề kiểm tra 15 phút, 45 phút (1 tiết), đề thi học kì 1 và học kì 2 năm học 2024 ngắn gọn, chi tiết dễ hiểu.
Toán Học
- Đề thi, đề kiểm tra Toán lớp 12
- SBT Toán lớp 12 Nâng cao
- SBT Toán 12 Nâng cao
- SGK Toán 12 Nâng cao
- SBT Toán lớp 12
- SGK Toán lớp 12
Vật Lý
- SBT Vật lí 12 Nâng cao
- SGK Vật lí lớp 12 Nâng cao
- SBT Vật lí lớp 12
- SGK Vật lí lớp 12
- Giải môn Vật lí lớp 12
Hóa Học
- Đề thi, đề kiểm tra Hóa lớp 12
- SBT Hóa học 12 Nâng cao
- SGK Hóa học lớp 12 Nâng cao
- SBT Hóa lớp 12
- SGK Hóa lớp 12
Ngữ Văn
- Đề thi, đề kiểm tra Ngữ Văn 12 mới
- Soạn văn 12
- SBT Ngữ văn lớp 12
- Luyện dạng đọc hiểu
- Văn mẫu 12
- Soạn văn 12 chi tiết
- Soạn văn ngắn gọn lớp 12
- Soạn văn 12 siêu ngắn
- Bài soạn văn lớp 12 siêu ngắn
- Bài soạn văn 12
Lịch Sử
Địa Lý
Sinh Học
- Đề thi, đề kiểm tra Sinh lớp 12
- SGK Sinh lớp 12 Nâng cao
- SBT Sinh lớp 12
- SGK Sinh lớp 12
- Giải môn Sinh học lớp 12
GDCD
Tin Học
Tiếng Anh
- Đề thi, đề kiểm tra Tiếng Anh 12 mới
- SBT Tiếng Anh lớp 12
- Ngữ pháp Tiếng Anh
- SGK Tiếng Anh 12
- SBT Tiếng Anh lớp 12 mới
- SGK Tiếng Anh 12 Mới