Краткое пояснение: Энергия, выделившаяся при образовании ядра, равна энергии связи ядра. Энергию связи можно найти через дефект масс.
Пошаговое решение:
- Определяем количество протонов и нейтронов в ядре углерода 21 6C: протонов — 6, нейтронов — 21 - 6 = 15.
- Вычисляем дефект массы ядра углерода:
\[ \Delta m = (6 \cdot m_p + 15 \cdot m_n) - m_{ядра} = (6 \cdot 1,00728 + 15 \cdot 1,00866) - 21,04934 = 0,18184 \text{ а. е. м.} \] - Вычисляем энергию связи одного ядра углерода:
\[ E_{связи} = \Delta m \cdot 931,5 \text{ МэВ} = 0,18184 \cdot 931,5 = 169,39 \text{ МэВ} \]
Переводим в Джоули:
\[ 169,39 \text{ МэВ} = 169,39 \cdot 1,602 \cdot 10^{-13} \text{ Дж} = 2,71 \cdot 10^{-11} \text{ Дж} \] - Вычисляем количество ядер в 1 кг углерода:
\[ N = \frac{m}{m_{ядра}} = \frac{1 \text{ кг}}{21,04934 \text{ а. е. м.}} = \frac{1 \text{ кг}}{21,04934 \cdot 1,66054 \cdot 10^{-27} \text{ кг}} = 2,86 \cdot 10^{25} \text{ ядер} \] - Вычисляем энергию, выделившуюся при образовании 1 кг ядер углерода:
\[ E_{total} = N \cdot E_{связи} = 2,86 \cdot 10^{25} \cdot 2,71 \cdot 10^{-11} \text{ Дж} = 7,75 \cdot 10^{14} \text{ Дж} \]
Ответ: 7,75 * 1014 Дж