Краткое пояснение: Энергия, выделяемая при образовании ядра, соответствует энергии связи этого ядра. Ее можно рассчитать через дефект масс.
Пошаговое решение:
- Определяем количество протонов и нейтронов в ядре кислорода 12 8О: протонов — 8, нейтронов — 12 - 8 = 4.
- Вычисляем дефект массы ядра кислорода:
\[ \Delta m = (8 \cdot m_p + 4 \cdot m_n) - m_{ядра} = (8 \cdot 1,00728 + 4 \cdot 1,00866) - 12,034405 = 0,098875 \text{ а. е. м.} \] - Вычисляем энергию связи одного ядра кислорода:
\[ E_{связи} = \Delta m \cdot 931,5 \text{ МэВ} = 0,098875 \cdot 931,5 = 92,09 \text{ МэВ} \]
Переводим в Джоули:
\[ 92,09 \text{ МэВ} = 92,09 \cdot 1,602 \cdot 10^{-13} \text{ Дж} = 1,475 \cdot 10^{-11} \text{ Дж} \] - Вычисляем количество ядер в 1 кг кислорода:
\[ N = \frac{m}{m_{ядра}} = \frac{1 \text{ кг}}{12,034405 \text{ а. е. м.}} = \frac{1 \text{ кг}}{12,034405 \cdot 1,66054 \cdot 10^{-27} \text{ кг}} = 4,99 \cdot 10^{25} \text{ ядер} \] - Вычисляем энергию, выделившуюся при образовании 1 кг ядер кислорода:
\[ E_{total} = N \cdot E_{связи} = 4,99 \cdot 10^{25} \cdot 1,475 \cdot 10^{-11} \text{ Дж} = 7,36 \cdot 10^{14} \text{ Дж} \]
Ответ: 7,36 * 1014 Дж