Самостоятельная работа по теме «Дефект масс. Энергия связи» Вариант 2. 1. Укажите число электронов, протонов и нейтронов в атоме углерода 126С 2. Найдите дефект масс атома углерода в аемивкг Масса протона 1,00728 аем, масса нейтрона 1,00866 а е м Масса ядра атома углерода 12,0077 а ем 3. Найдите дефект массы Ат и энергию связи Есв ядра атома углерода в Дж и в МэВ. 4. Провести энергетический расчет ядерной реакции и выяснить, выделяется или поглощается энергия в этой реакции: Li+H+ Be Массы некоторых изотопов в атомных едини- цах Элемент Изотоп Macca, 1 Водород Элемент H Изотоп Масса 1.00783 1H2 Кислород 8016 2.01410 15.99491 Фтор 9F19 3.01605 18.99843 Гелий 2He3 Алюминий 13A127 3.01603 26.98153 2He4 Фосфор 15P30 4.00260 29.97867 Литий 3Li6 Радон 86Rn 222 6.01513 222.01922 Радий 3Li 88 Ra 226 Бериллий 4Be8 7.01601 Уран 226.02435 92 U235 8.00531 235.04299 4Be9 92 U238 238.05006 9.01219 Бор 5B11 Нептуний 93 Np 237 237.04706 11.00930 Углерод 6C12 Плутоний 94 Pu 239 239.05122 12.00000 6C13 13.00335

Ответ: Решение ниже

1. Число электронов, протонов и нейтронов в атоме углерода \(^{12}_6C\):

• Электронов: 6 (равно атомному номеру)
• Протонов: 6 (равно атомному номеру)
• Нейтронов: 12 (массовое число) - 6 (атомный номер) = 6

2. Дефект массы атома углерода:

• Масса протона: 1.00728 а.е.м.
• Масса нейтрона: 1.00866 а.е.м.
• Масса ядра углерода: 12.0000 а.е.м.
• Общая масса 6 протонов и 6 нейтронов:
\[ M = 6 \cdot 1.00728 + 6 \cdot 1.00866 = 6.04368 + 6.05196 = 12.09564 \text{ а.е.м.} \]
• Дефект массы:
\[ \Delta m = 12.09564 - 12.0000 = 0.09564 \text{ а.е.м.} \]
• Перевод в кг:
\[ \Delta m = 0.09564 \text{ а.е.м.} \cdot 1.66054 \times 10^{-27} \text{ кг/а.е.м.} = 1.5881 \times 10^{-28} \text{ кг} \]

3. Дефект массы и энергия связи ядра атома углерода:

• Дефект массы: \( \Delta m = 0.09564 \text{ а.е.м.} \)
• Энергия связи в а.е.м.:
\[ E = \Delta m \cdot c^2 = 0.09564 \text{ а.е.м.} \cdot 931.5 \frac{\text{МэВ}}{\text{а.е.м.}} = 89.09 \text{ МэВ} \]
• Перевод энергии связи в Дж:
\[ E = 89.09 \text{ МэВ} \cdot 1.602 \times 10^{-13} \frac{\text{Дж}}{\text{МэВ}} = 1.427 \times 10^{-11} \text{ Дж} \]

4. Энергетический расчет ядерной реакции:

\[ ^6_3Li + ^1_1H \rightarrow ^7_4Be \]

• Массы изотопов:
• \(^6_3Li\): 6.01513 а.е.м.
• \(^1_1H\): 1.00783 а.е.м.
• \(^7_4Be\): 7.01601 а.е.м.
• Сумма масс до реакции:
\[ 6.01513 + 1.00783 = 7.02296 \text{ а.е.м.} \]
• Разница масс (до - после):
\[ \Delta m = 7.02296 - 7.01601 = 0.00695 \text{ а.е.м.} \]
• Энергия, выделившаяся в реакции:
\[ E = 0.00695 \text{ а.е.м.} \cdot 931.5 \frac{\text{МэВ}}{\text{а.е.м.}} = 6.474 \text{ МэВ} \]
• Реакция выделяет энергию.

Ответ: Решение выше