Если ядерная реакция слияния требует 10^6 К для протон-протонного цикла, какое количество энергии выделяется в реакциях, если в звезде находится 2 × 10^30 кг водорода?
спросил 01 Май от мирианда в категории школьный раздел


решение вопроса

0
дано:  
- температура для протон-протонного цикла = 10^6 К  
- масса водорода в звезде = 2 × 10^30 кг  

найти:  
E (количество энергии, выделяющейся в реакциях слияния)  

решение:  
1. Для расчета энергии, выделяющейся в реакции слияния, используем формулу для энергии, связанной с изменением массы по уравнению Эйнштейна:  
E = mc²,  
где m — масса, которая превращается в энергию, c — скорость света в вакууме.

2. В протон-протонном цикле из 4 протонов образуется 1 ядро гелия, при этом теряется примерно 0,007 массы в процессе реакции (то есть 0,007 м).

3. Рассчитаем, сколько протонов содержится в 2 × 10^30 кг водорода:  
Количество протонов = (масса водорода) / (масса одного протона)  
Масса одного протона ≈ 1,67 × 10^-27 кг,  
Количество протонов = (2 × 10^30 кг) / (1,67 × 10^-27 кг) ≈ 1,19 × 10^57.

4. Теперь найдем, сколько ядер гелия будет произведено:  
Количество ядер гелия = Количество протонов / 4 = (1,19 × 10^57) / 4 ≈ 2,975 × 10^56.

5. Теперь рассчитаем потерю массы в реакции:  
Потеря массы = (количество ядер гелия) × (0,007) ≈ 2,975 × 10^56 × 0,007 ≈ 2,083 × 10^54 кг.

6. Теперь подставим в формулу для вычисления энергии:  
E = (потеря массы) × c²,  
где c ≈ 3 × 10^8 м/с,  
E ≈ (2,083 × 10^54 кг) × (3 × 10^8 м/с)² ≈ (2,083 × 10^54) × (9 × 10^16) ≈ 1,875 × 10^71 Дж.

ответ:  
При наличии 2 × 10^30 кг водорода в звезде выделится примерно 1,875 × 10^71 Дж энергии в реакциях слияния.
ответил 01 Май от sweto

Связанных вопросов не найдено

Обучайтесь и развивайтесь всесторонне вместе с нами, делитесь знаниями и накопленным опытом, расширяйте границы знаний и ваших умений.

Популярное на сайте:

Как быстро выучить стихотворение наизусть? Запоминание стихов является стандартным заданием во многих школах. 

Как научится читать по диагонали? Скорость чтения зависит от скорости восприятия каждого отдельного слова в тексте. 

Как быстро и эффективно исправить почерк?  Люди часто предполагают, что каллиграфия и почерк являются синонимами, но это не так.

Как научится говорить грамотно и правильно? Общение на хорошем, уверенном и естественном русском языке является достижимой целью.