Phương pháp giải bài tập Năng lượng phản ứng - Nhiên liệu cần đốt môn Vật Lý 12 năm 2021

<span class='text_page_counter'>(1)</span><div class='page_container' data-page=1>

<b>PHƯƠNG PHÁP GIẢI BÀI TẬP </b>

<b>NĂNG LƯỢNG PHẢN ỨNG - NHIÊN LIỆU CẦN ĐỐT</b>

<b>I. PHƯƠNG PHÁP GIẢI </b>

<b>1. Tính năng lượng của phản ứng hạt nhân </b> 1 2 3 4

1 1 2 2 3 3 4 4

<i>A</i>

<i>A</i> <i>A</i> <i>A</i>

<i>Z</i> <i>X</i> <i>Z</i> <i>X</i> <i>Z</i> <i>X</i> <i>Z</i> <i>X</i>

<i><b>Cách 1: Tính theo khối lượng:</b></i>

( m0 – m)c2

mo: Khối lượng các hạt trước phản ứng
m: Khối lượng các hạt sau phản ứng

<i><b>Cách 2 : Tính theo động năng </b></i>

Bảo toàn năng lượng:

1 2 3 4

<i>X</i> <i>X</i> <i>X</i> <i>X</i>

<i>K</i> <i>K</i> <i>E</i> <i>K</i> <i>K</i> => <i>E</i> = <i>W_đsau</i><i>W_đtr</i>

Trong đó: E là năng lượng phản ứng hạt nhân

2

1
2

<i>X</i> <i>x x</i>

<i>K</i> <i>m v</i> là động năng chuyển động của hạt X

<i><b>Cách 3:</b> <b>Tính theo năng lượng liên kết, liên kết riêng, độ hụt khối </b></i>

E =

<i>E</i>

<i>lkrsau</i>-

<i>E</i>

<i>lktr</i>

=> E = E3 + E4 – E1 – E2 => E = (m3 + m4 - m1 - m2)c2
2

.

<i>E</i> <i>m c</i>

</div>
<span class='text_page_counter'>(2)</span><div class='page_container' data-page=2>

Trong đó các hạt nhân X1, X2, X3, X4 có:

Năng lượng liên kết riêng tương ứng là 1, 2, 3, 4.
Năng lượng liên kết tương ứng là E1, E2, E3, E4
Độ hụt khối tương ứng là m1, m2, m3, m4

<b>2. Lượng nhiên liệu cần đốt để tạo ra năng lượng tương đương dựa trên công thức: </b>
Q = m.q = E trong đó q là năng suất tỏa nhiệt ( j/kg)

<b>II. VÍ DỤ MINH HỌA </b>
Cho phản ứng hạt nhân:

1) Viết phương trình phản ứng đầy đủ. Xác định tên hạt nhân X

2) Phản ứng tỏa hay thu năng lượng. Tính năng lượng tỏa (hay thu) ra đơn vị MeV
Cho:

<b>Giải </b>
1) Phản ứng hạt nhân: 37 A  1 37

17Cl ZX 0n 18Ar

Định luật bảo toàn số khối: 37 + A = 1 + 37 => A = 1
Định luật bảo tồn điện tích: 17 + Z = 0 + 18 => Z = 1
Vậy 1

1

X H (Hiđrô) 37 1 1 37

17Cl 1H 0n 18Ar

2) Năng lượng phản ứng: Tổng khối lượng M₁và M₂của hạt trước và sau phản ứng là

  

1 Cl H

M m m 37,9639u

  

37 37

17Cl X n 18Ar

  

Cl Ar n

m 36,9566u; m 36,9569u; m 1,0087u; X   2

MeV

m 1,0073u;1u 931

</div>
<span class='text_page_counter'>(3)</span><div class='page_container' data-page=3>

  

2 n Ar

M m m 37,9656u =>M₁M₂

=> phản ứng thu năng lượng    2

2 1

E (M M )c

Thay số  _{E 0,0017uc}2_{0,0017 931MeV} _1,58MeV
<b>III. BÀI TẬP VẬN DỤNG </b>

<b>Câu 1: </b>Cho proton có động năng K_p = 1,8MeV bắn phá hạt nhân Li7₃ đứng yên sinh ra hai hạt
X có cùng tốc độ, khơng phát tia . Khối lượng các hạt là: mp = 1,0073u; mX = 4,0015u; mLi =
7,0144u. Động năng của hạt X là

<b>A. 9,6MeV. </b> B. 19,3MeV.
C. 12MeV. D. 15MeV.

<b>Câu 2: </b>Cho phản ứng hạt nhân sau: 9₄Be + p  X + 6₃Li. Biết : m(Be) = 9,01219u; m(p) =

1,00783u; m(X) = 4,00620u; m(Li) = 6,01515u; 1u = 931MeV/c2_{. Cho hạt p có động năng K}_P₌
5,45MeV bắn phá hạt nhân Be đứng yên, hạt nhân Li bay ra với động năng 3,55MeV. Động
năng của hạt X bay ra có giá trị là

<b>A. KX = 0,66MeV. </b>

B. KX = 0,66eV.

C. KX = 66MeV.
D. KX = 660eV.

</div>
<span class='text_page_counter'>(4)</span><div class='page_container' data-page=4>

A. 17,41MeV.

<b>B. 19,65.1023_MeV.</b>

C. 39,30.1023_MeV.
D. 104,8.1023_MeV.

<b>Câu 4: </b>Người ta dùng hạt proton có động năng KP = 5,45MeV bắn vào hạt nhân 9₄Be đứng
yên. Phản ứng tạo ra hạt nhân X và hạt . Sau phản ứng hạt  bay ra theo phương vng
góc với phương của hạt p với động năng K_ = 4MeV. Coi khối lượng của một hạt nhân xấp xỉ
số khối A của nó ở đơn vị u. Động năng của hạt nhân X là

A. KX = 3,575eV.

B. KX = 3,575MeV.

C. KX = 66MeV.

D. KX = 660eV.

<b>Câu 5: </b>Cho hạt prơtơn có động năng KP = 1,46MeV bắn vào hạt nhân Li đứng yên. Hai hạt
nhân X sinh ra giống nhau và có cùng động năng. Cho mLi = 7,0142u, mp = 1,0073u, mX =
4,0015u. Góc tạo bởi các vectơ vận tốc của hai hạt X sau phản ứng là

<b>A. 1680_36’.</b> _{B. 48}0_18’.

C. 600_. _{D. 70}0_.

<b>Câu 6: </b>Cho phản ứng hạt nhân





27₁₃

Al



30₁₅

P



n

, khối lượng của các hạt nhân là m



=
4,0015u, mAl = 26,97435u, mP = 29,97005u, mn = 1,008670u, 1u = 931,5Mev/c2. Năng lượng
mà phản ứng này là?

</div>
<span class='text_page_counter'>(5)</span><div class='page_container' data-page=5>

<b>B. Thu vào 2,673405MeV.</b>
<b>C. </b>Toả ra 4,275152.10-13_J.

<b>D. </b>Thu vào 2,67197.10-13_J.

<b>Câu 7: </b>Cho phản ứng hạt nhân₁3H2₁Hn17,6MeV, NA = 6,02.1023. Năng lượng toả ra khi
tổng hợp được 1g khí hêli là bao nhiêu?

<b>A. </b>423,808.103_J.
<b>B. </b>503,272.103_J.

<b>C. 423,808.109_J.</b>

<b>D. </b>503,272.109_J.

<b>Câu 8: </b>Cho phản ứng hạt nhân: 31T +
2
1D



4

2He + X +17,6MeV. Tính năng lượng toả ra từ
phản ứng trên khi tổng hợp được 2g Hêli.

<b>A</b>.<b>52,976.1023_MeV</b>

</div>
<span class='text_page_counter'>(6)</span><div class='page_container' data-page=6>

Website <b>HOC247</b> cung cấp một môi trường <b>học trực tuyến</b> sinh động, nhiều <b>tiện ích thơng minh</b>, nội
dung bài giảng được biên soạn công phu và giảng dạy bởi những <b>giáo viên nhiều năm kinh nghiệm, giỏi </b>
<b>về kiến thức chuyên môn lẫn kỹ năng sư phạm</b> đến từ các trường Đại học và các trường chuyên danh
tiếng.

<b>I.</b> <b>Luyện Thi Online</b>

- <b>Luyên thi ĐH, THPT QG:</b> Đội ngũ <b>GV Giỏi, Kinh nghiệm</b> từ các Trường ĐH và THPT danh tiếng
xây dựng các khóa <b>luyện thi THPTQG </b>các mơn: Tốn, Ngữ Văn, Tiếng Anh, Vật Lý, Hóa Học và

Sinh Học.

- <b>Luyện thi vào lớp 10 chun Tốn: </b>Ơn thi <b>HSG lớp 9</b> và <b>luyện thi vào lớp 10 chuyên Toán</b> các
trường <i>PTNK, Chuyên HCM (LHP-TĐN-NTH-GĐ), Chuyên Phan Bội Châu Nghệ An</i> và các trường
Chuyên khác cùng <i>TS.Tràn Nam Dũng, TS. Pham Sỹ Nam, TS. Trịnh Thanh Đèo và Thày Nguyễn Đức </i>
<i>Tấn.</i>

<b>II.</b> <b>Khoá Học Nâng Cao và HSG </b>

- <b>Tốn Nâng Cao THCS:</b> Cung cấp chương trình Tốn Nâng Cao, Toán Chuyên dành cho các em HS
THCS lớp 6, 7, 8, 9 u thích mơn Tốn phát triển tư duy, nâng cao thành tích học tập ở trường và đạt
điểm tốt ở các kỳ thi HSG.

- <b>Bồi dưỡng HSG Tốn:</b> Bồi dưỡng 5 phân mơn <b>Đại Số, Số Học, Giải Tích, Hình Học </b>và <b>Tổ Hợp</b>

dành cho học sinh các khối lớp 10, 11, 12. Đội ngũ Giảng Viên giàu kinh nghiệm: <i>TS. Lê Bá Khánh </i>
<i>Trình, TS. Tràn Nam Dũng, TS. Pham Sỹ Nam, TS. Lưu Bá Thắng, Thày Lê Phúc Lữ, Thày Võ Quốc </i>
<i>Bá Cẩn</i> cùng đơi HLV đạt thành tích cao HSG Quốc Gia.

<b>III.</b> <b>Kênh học tập miễn phí</b>

- <b>HOC247 NET:</b> Website hoc miễn phí các bài học theo <b>chương trình SGK</b> từ lớp 1 đến lớp 12 tất cả
các môn học với nội dung bài giảng chi tiết, sửa bài tập SGK, luyện tập trắc nghiệm mễn phí, kho tư
liệu tham khảo phong phú và cộng đồng hỏi đáp sôi động nhất.

- <b>HOC247 TV:</b> Kênh <b>Youtube</b> cung cấp các Video bài giảng, chuyên đề, ôn tập, sửa bài tập, sửa đề thi
miễn phí từ lớp 1 đến lớp 12 tất cả các mơn Tốn- Lý - Hố, Sinh- Sử - Địa, Ngữ Văn, Tin Học và
Tiếng Anh.

<i>Vững vàng nền tảng, Khai sáng tương lai </i>

<i> Học mọi lúc, mọi nơi, mọi thiết bi – Tiết kiệm 90% </i>

<i>Học Toán Online cùng Chuyên Gia </i>

</div>

<!--links-->