亚洲免费av电影一区二区三区,日韩爱爱视频,51精品视频一区二区三区,91视频爱爱,日韩欧美在线播放视频,中文字幕少妇AV,亚洲电影中文字幕,久久久久亚洲av成人网址,久久综合视频网站,国产在线不卡免费播放

        ?

        計(jì)算核能的四種途徑

        2017-04-15 01:30:48江蘇省如皋市搬經(jīng)中學(xué)226556
        數(shù)理化解題研究 2017年7期
        關(guān)鍵詞:核子結(jié)合能核能

        江蘇省如皋市搬經(jīng)中學(xué)(226556)

        蔣超生●

        計(jì)算核能的四種途徑

        江蘇省如皋市搬經(jīng)中學(xué)(226556)

        蔣超生●

        核能的計(jì)算是選修模塊3-5的重點(diǎn)內(nèi)容之一.本文總結(jié)了計(jì)算核能的四種途徑:利用質(zhì)能方程計(jì)算核能、利用動(dòng)量守恒定律和能量守恒定律計(jì)算核能、利用平均結(jié)合能計(jì)算核能和利用阿伏伽德羅常數(shù)計(jì)算核能.

        高中物理;核能計(jì)算;途徑

        核能的計(jì)算是選修模塊3-5的重點(diǎn)內(nèi)容之一.根據(jù)質(zhì)能方程E=mc2,物體具有的能量與它的質(zhì)量之間存在簡(jiǎn)單的正比關(guān)系,物體的能量增大,質(zhì)量也增大;物體的能量減少,質(zhì)量也減少.核子在結(jié)合成原子核時(shí)出現(xiàn)質(zhì)量虧損,其能量也要相應(yīng)減少;原子核分解成核子時(shí)要吸收一定的能量,相應(yīng)的質(zhì)量增加.根據(jù)試題的題設(shè)條件,通常有四種計(jì)算核能的途徑.

        途徑一:利用質(zhì)能方程計(jì)算核能

        則核反應(yīng)前后的質(zhì)量虧損為

        Δm=mU+mn-mBa-mKr-3mn=0.3578×10-27kg

        由質(zhì)能方程可得釋放的核能為

        ΔE=Δmc2=0.3578×10-27×(3.0×108)2J=3.2202×10-11J

        總結(jié) 利用質(zhì)能方程計(jì)算核能,要正確寫出核反應(yīng)方程,求出反應(yīng)過程中的質(zhì)量虧損Δm,用ΔE=Δmc2計(jì)算出裂變過程中釋放的核能.值得注意的是,根據(jù)ΔE=Δmc2計(jì)算時(shí),Δm的單位是“kg”,c的單位是“m/s”,ΔE的單位是“J”;根據(jù)ΔE=Δm×931.5 MeV計(jì)算時(shí),Δm的單位是原子質(zhì)量單位“u”,ΔE的單位是“MeV”.

        例2 一個(gè)質(zhì)子和兩個(gè)中子聚變?yōu)橐粋€(gè)氚核,已知質(zhì)子質(zhì)量mH=1.007 3 u,中子質(zhì)量mn=1.008 7 u,氚核質(zhì)量m=3.018 0 u.

        (1)寫出聚變方程;

        (2)求釋放出的核能多大?

        (3)求平均每個(gè)核子釋放的能量是多大?

        (2)質(zhì)量虧損

        Δm=mH+2mn-m=(1.007 3+2×1.008 7-3.018 0)u=0.006 7 u,

        釋放的核能

        ΔE=Δmc2=0.006 7×931.5 MeV≈6.24 MeV.

        (3)平均每個(gè)核子放出的能量為

        總結(jié) 書寫核反應(yīng)方程式時(shí)要遵循電荷數(shù)和質(zhì)量數(shù)守恒.質(zhì)子和中子統(tǒng)稱為核子,本題的反應(yīng)物正好都是核子,求平均每個(gè)核子放出的能量(平均結(jié)合能或稱比結(jié)合能)時(shí),只要用結(jié)合能除以核子數(shù)即可.

        途徑二:利用動(dòng)量守恒定律和能量守恒定律計(jì)算核能

        (1)寫出核反應(yīng)方程;

        (2)求氚核和α粒子的速度大??;

        (3)若核反應(yīng)過程中放出的核能全部轉(zhuǎn)化為α粒子和氚核的動(dòng)能,求釋放出的核能.

        (2)由動(dòng)量守恒定律得

        mv=-3mv1+4mv2

        由題意得v1∶v2=7∶8,

        (3)氚核和α粒子的動(dòng)能之和為

        釋放的核能為

        總結(jié) 參與核反應(yīng)的粒子所組成的系統(tǒng),在核反應(yīng)過程中的動(dòng)量和能量是守恒的,因此可以利用動(dòng)量守恒和能量守恒定律來(lái)計(jì)算核能.在動(dòng)量守恒方程中,各質(zhì)量都可用質(zhì)量數(shù)表示.求解本題釋放的核能時(shí)要注意系統(tǒng)的初始動(dòng)能不為零.

        例4α衰變是指放射性元素的原子核自發(fā)地放出α射線的衰變.

        (1)設(shè)元素X是放射性元素,其質(zhì)量數(shù)和核電荷數(shù)分別為A、Z,α衰變后的原子核是Y,寫出核反應(yīng)方程.

        (2)α衰變釋放的能量稱為α衰變能,用Q表示,設(shè)原子核X、Y和α衰變多數(shù)發(fā)生在核質(zhì)量數(shù)大于209的重核,試證明α衰變能的98%以上表現(xiàn)為α粒子的動(dòng)能.

        (2)放射性元素X可看作是靜止的,由α衰變過程中動(dòng)量守恒知:

        mYvY=mαvα,

        由能量關(guān)系可得:

        即Ekα=Q·98%.

        總結(jié) 利用動(dòng)量守恒和能量守恒定律可以推出核能按質(zhì)量分配的關(guān)系式.

        途徑三:利用平均結(jié)合能計(jì)算核能

        解析 聚變反應(yīng)前氘核和氚核的總結(jié)合能

        E1=(1.09×2+2.78×3)MeV=10.52 MeV.

        反應(yīng)后生成的氦核的結(jié)合能

        E2=7.03×4 MeV=28.12 MeV.

        ΔE=E2-E1=(28.12-10.52)MeV=17.6 MeV.

        總結(jié) 利用平均結(jié)合能計(jì)算核能時(shí)要理解平均結(jié)合能的含義:原子核的結(jié)合能=平均結(jié)合能×核子數(shù).本題通過比較反應(yīng)前后的結(jié)合能,其差值即為核反應(yīng)時(shí)釋放的能量.

        途徑四:利用阿伏伽德羅常數(shù)計(jì)算核能

        (2)已知鈾核的質(zhì)量為235.043 9 u,中子質(zhì)量為1.008 7 u,釹(Nd)核質(zhì)量為142.909 8 u,鋯核質(zhì)量為89.904 7 u,又知1 u=1.660 6×10-27kg,試計(jì)算1 kg鈾235大約能產(chǎn)生的能量是多少焦?

        (2)1個(gè)鈾核參與反應(yīng)發(fā)生的質(zhì)量虧損

        Δm=0.212 u.

        1 kg鈾235的鈾核數(shù)為

        1 kg鈾235完全裂變產(chǎn)生的能量約為

        由于本道題目給出了1 u=1.660 6×10-27kg,還可以先用1 kg鈾除以1個(gè)鈾核的質(zhì)量求出鈾核的個(gè)數(shù),再計(jì)算核能.

        ×0.212×931.5×106×1.6×10-19J

        =8.09×1013J.

        G632

        B

        1008-0333(2017)07-0065-02

        猜你喜歡
        核子結(jié)合能核能
        “數(shù)”說(shuō)核能
        晶體結(jié)合能對(duì)晶格動(dòng)力學(xué)性質(zhì)的影響
        核子密度計(jì)在聚乙烯聚合流化床反應(yīng)器的應(yīng)用
        第十四章 地獄之城——核能
        核子遠(yuǎn)征記
        借鑒躍遷能級(jí)圖示助力比結(jié)合能理解*
        例談?dòng)?jì)算核能的五種方法
        揭秘核能
        “吸盤3”號(hào)挖泥船核子密度計(jì)改進(jìn)設(shè)計(jì)
        船海工程(2015年4期)2016-01-05 15:53:50
        ε-CL-20/F2311 PBXs力學(xué)性能和結(jié)合能的分子動(dòng)力學(xué)模擬
        五月激情四射开心久久久| 99国产免费热播视频| 久久久久成人精品免费播放网站| 国产一区二区av在线观看| 日本一区二区在线免费视频| 精品久久久久久无码人妻热| 久热这里只有精品99国产| 国产三级精品三级在线观看粤语| 日韩高清不卡一区二区三区| 一边做一边喷17p亚洲乱妇50p | 成av人片一区二区三区久久| 亚洲区偷拍自拍29p| 精品国产免费一区二区久久| 美国少妇性xxxx另类| 三上悠亚av影院在线看| 午夜无码无遮挡在线视频| 五月婷婷开心六月激情| 无码人妻丰满熟妇区五十路| 日韩在线无| 五月天亚洲av优女天堂| 亚洲精品中文字幕一区二区| 一品二品三品中文字幕| 色伊人国产高清在线| 极品少妇一区二区三区| 欧洲多毛裸体xxxxx| 国产精品久久久久久麻豆一区| 久草视频华人在线观看| 亚洲高清中文字幕视频| 久久国产劲暴∨内射| 91亚洲人成手机在线观看| 久久久精品少妇—二区| 国产亚洲美女精品久久久2020| 亚洲人成无码网www| 日本高清视频在线一区二区三区| 中文字幕一区二区三区久久网| 大肉大捧一进一出好爽视色大师| 国产高清国内精品福利99久久| 亚洲一区二区三区在线视频| 国产乱码一区二区三区爽爽爽| 日韩中文无线码在线视频观看| 亚洲综合伊人久久综合|