Чуть-чуть теории.
Есть единица измерения - моль (ν). Один моль - это количество вещества, в котором содержится столько же молекул или атомов, сколько и в углероде, массой 0,012 кг. Так решили.
Есть постоянная Авогадро (Nₐ), которая измеряется в обратных молях (моль⁻¹). На самом деле моль⁻¹ - это количество штук на один моль (шт./моль). Постоянная Авогадро показывает, какое число атомов или молекул содержится в веществе, взятом в количестве один моль:
Nₐ ≈ 6,02*10²³ моль⁻¹
Масса, так хорошо известная из формулы:
m = ρV,
в основах молекулярно-кинетической теории имеет ещё одно выражение:
m = m₀*N, где m₀ - масса одной молекулы в кг
Молярная масса (μ) имеет точно такое же выражение, только вместо фактического числа молекул N используетcя постоянная Авогадро Nₐ:
μ = m₀*Nₐ
Отношение обычной массы m к молярной массе μ является тем самым, что измеряется в молях:
ν = m/μ
или, если использовать выражения масс:
ν = m/μ = (m₀*N) / (m₀*Nₐ) = N/Nₐ - количество вещества в молях равно отношению числа молекул в данном теле к числу молекул, содержащихся в одном моле.
Дано:
m = 600 г = 6*10⁻¹ кг
μ = 2*10⁻³ кг/моль
Nₐ = 6,02*10²³ моль⁻¹
m₀, N, ν - ?
μ = m₀*Nₐ => m₀ = μ/Nₐ = 2*10⁻³/(6,02*10²³) = (1/3,01)*10⁻³/10²³ = 0,3322... *10⁻²⁶ ≈ 3,3*10⁻²⁷ кг
m = m₀*N => N = m/m₀ - выразим m₀ через формулу выше:
m₀ = μ/Nₐ => N = m/(μ/Nₐ) = m*Nₐ/μ = 6*10⁻¹*6,02*10²³/(2*10⁻³) = 3*6,02*10²²/10⁻³ = 18,06*10²⁵ ≈ 1,8*10²⁶
ν = m/μ = 6*10⁻¹/(2*10⁻³) = 3*10² = 300 моль
ответ: 3,3*10⁻²⁷ кг; 1,8*10²⁶; 300 моль.
Объяснение:
m ⁷₃Li = 7,01601 а.е.м.
m ²₁d = 2,0141 а.е.м.
m ⁴₂He = 4,0026 а.е.м.
Q = ? мэв
Решение
⁷₃Li + ²₁d ---> 2 ⁴₂He + Q
При грубом приближении масса частиц до реакции больше, чем после:
(7 + 2) > 4 * 2.
Значит, у продуктов реакции больше, чем у исходных ядер, кинетическая энергия и данная ядерная реакция не была эндоэнергетической, а, наоборот, экзоэнергетическая (с повышением энергии) и можно писать + Q
Для точного вычисления энергетического выхода через дефект масс надо знать массы ядер, т.е. из данных в условии масс надо вычесть массы электронов: me = 0,000548 а.е.м.
масса ядра изотопа лития : m( ⁷₃Li ) = 7,01601 - 3*0,000548 = 7,01601 - 0,001644 = 7,014366 а.е.м.
масса ядра гелия (α-частицы) : m (⁴₂He ) = 4,0026 - 2*0,000548 = 4,0026 - 0,001096 = 4,001504
дефицит массы: 7,014366 + 2,0141 - 2*4,001504 = 9,028466 - 8,003008 = 1,025458
энергетический выход: Q = 931,5Δm = 931,5 * 1,025458 ≈ 955,2 МэВ
ответ: 955,2 МэВ
Примечание: 955,2 МэВ -это очень большая энергия. Возможно, в условии что-то не учтено?
