Tính Năng Lượng Liên Kết Hạt Nhân Theo Kj/Mol / Top 18 Xem Nhiều Nhất & Mới Nhất 9/2023 # Top Trend

Số lượt đọc bài viết: 12.623

Năng lượng liên kết hạt nhân

là khái niệm về một loại năng lượng xuất hiện trong vật lý hạt nhân, cụ thể hơn đó là Năng lượng liên kết năng lượng liên kết của hạt nhân.

Theo đó, năng lượng liên kết hạt nhân là nguồn năng lượng tỏa ra tương ứng với độ hụt khối của hạt nhân. Khi một hạt nhân được tạo thành từ các nucleon, cần một năng lượng (W_{lk}) và ngược lại, khi muốn phá vỡ một hạt nhân thành các nucleon cũng cần tốn một năng lượng là (W_{lk}), lượng năng lượng này gọi là năng lượng liên kết của các nucleon trong hạt nhân.

Công thức tính năng lượng liên kết (năng lượng liên kết của hạt nhân)

Công thức tính năng lượng liên kết của hạt nhân (_{A}^{Z}textrm{X}) như sau:

(W_{lk}) = (Delta .m.c^{2})

Ta thay công thức tính độ hút khối của hạt nhân (Delta m) = Z.(m_{p}) + N.(m_{n}) – m vào công thức này sẽ được:

(W_{lk}) = ( Z.(m_{p}) Z.(m_{p}) + N.(m_{n}) – m ) . (c^{2})

Với công thức này, bạn cần chú ý 2 điều:

Trong tất cả các trường hợp thì năng lượng liên kết của một hạt nhân luôn lớn hơn hoặc bằng 0 ( (W_{lk}) (geq 0))

Những hạt sơ cấp riêng rẽ như proton, notron hay electron đều có có năng lượng liên kết bằng 0.

Định nghĩa năng lượng liên kết riêng của hạt nhân

Năng lượng liên kết riêng của hạt nhân là năng lượng liên kết tính cho một nuclon.

Công thức tính năng lượng liên kết riêng của hạt nhân

(W_{lkr}) = (frac{W_{lk}}{A})

Đơn vị: Đơn vị của năng lượng liên kết riêng là MeV/nuclon. Để giản tiện, với một vài trường hợp thì người ta có thể ghi đơn vị của năng lượng liên kết riêng là MeV.

Ý nghĩa độ lớn của năng lượng liên kết riêng của hạt nhân

Hạt nhân nào có năng lượng liên kết riêng càng lớn thì sẽ càng bền. Ngoại trừ các hạt sơ cấp riêng rẽ được biết đến như proton, notron hay electron.

Các nhà bác học đã chứng minh được rằng, những hạt nhân ở giữa bảng tuần hoàn nói chung thì đều có nguồn năng lượng liên kết riêng lớn hơn so với năng lượng liên kết riêng của các hạt nhân nằm ở đầu và cuối của bảng tuần hoàn. Chính vì vậy nên những hạt nhân này có độ bền hơn.

Những hạt nhân bền vững nhất là những hạt nhân có số khối A từ 50 đến 95 có năng lượng liên kết riêng lớn nhất (khoảng 8,8 MeV/nuclôn).

Please follow and like us:

Câu hỏi

Biết năng lượng liên kết của từng hạt nhân tương ứng là ΔEX, ΔEY, ΔEZ với ΔEZ < ΔEX < ΔEY. sắp xếp các hạt nhân này theo thứ tự tính bền vững giảm dần là

A. Y, X, Z. B. Y, Z, X.

C. X, Y, Z. D. Z, X, Y.

A. hạt nhân Y bền vững hơn hạt nhân X.

B. hạt nhân X bền vững hơn hạt nhân Y.

C. năng lượng liên kết riêng của hai hạt nhân bằng nhau.

D. năng lượng liên kết của hạt nhân X lớn hơn năng lượng liên kết của hạt nhân Y.

A. tính cho một nuclôn.

B. tính riêng cho hạt nhân ấy.

C. của một cặp prôtôn−prôtôn.

D. của một cặp prôtôn−nơtrôn (nơtron).

A. số nuclôn càng nhỏ.

B. số nuclôn càng lớn.

C. năng lượng liên kết càng lớn.

D. năng lượng liên kết riêng càng lớn.

Khối lượng của nguyên tứ nhôm (_{13}^{27}Al) là 26,9803u. Khối lượng của nguyên tử là l,007825u, khối lượng của prôtôn là l,00728u và khối lượng của nơtron là 1,00866u.

A. 0,242665u. B. 0,23558u.

C. 0,23548u. D. 0,23544u.

Xét đồng vị Côban 27Co60 hạt nhân có khối lượng mCo = 59,934u.

A. 0,401u. B. 0,302u.

C. 0,548u. D. 0,544u.

Cho biết độ hụt khối hạt nhân He4 là Δm = 0,0304u; lu = 931 (MeV/c2); 1 MeV = 1,6.10− 13 (J). Biết số Avôgađrô 6,02.1013/mol, khối lượng mol của He4 là 4 g/mol.

A. 66.1010 (J).

B. 66.1011 (J).

C. 68.1010 (J).

D. 66.1011 (J).

Coi 2u = 931,5 MeV/c2. Khối lượng nguyên tử ứng với hạt nhân (_{10}^{20}Ne) là

A. 19,986947u.

B. 19,992397u.

C. 19,996947u.

D. 19,983997u.

Cho: mC = 12,00000 u; mp = 1,00728 u; mn = 1,00867 u; 1u = 1,66058.10− 27 kg; 1 eV =1,6.10− 19 J ; c = 3.108 m/s.

A. 72,7 MeV.

B. 89,4 MeV.

C. 44,7 MeV.

D. 8,94 MeV.

A. năng lượng liên kết riêng của hạt nhân đó nhân với tổng số nuclon trong hạt nhân.

B. năng lượng tỏa ra khi các nuclon liên kết với nhau tạo thành hạt nhân đó.

C. năng lượng tối thiểu để phá vỡ hạt nhân đó thành các nuclon riêng rẽ.

D. năng lượng tối thiểu để phá vỡ hạt nhân đó.

A. toàn bộ năng lượng của nguyên tử gồm động năng và năng lượng nghỉ.

B. năng lượng tỏa ra khi các nuclon liên kết với nhau tạo thành hạt nhân

C. năng lượng toàn phần của nguyên tử tính trung bình trên số nuclon.

D. năng lượng liên kết các electron và hạt nhân nguyên tử.

A. Lực hạt nhân là lực tương tác giữa các prôtôn với prôtôn trong hạt nhân.

B. Lực hạt nhân là lực tương tác giữa các prôtôn với nơtrôn trong hạt nhân.

C. Lực hạt nhân là lực tương tác giữa các nơtron với nơtrôn trong hạt nhân.

D. Lực hạt nhân chính là lực điện, tuân theo định luật Culông.

A. (_{92}^{235}U.)

B. (_{26}^{56}Fe.)

C. (_3^7Li.)

D. (_2^4He.)

Các hạt nhân đơteri (_1^2H) ; triti (_1^3H), heli (_2^4He) có năng lượng liên kết lần lượt là 2,22 MeV; 8,49 MeV và 28,16 MeV.

A. (_1^2H;,,_2^4He;,,_1^3H.)

B. (_1^2H;,,_1^3H;,,,_2^4He.)

C. (_2^4He;,,,_1^3He;,,,_1^2H.)

D. (_1^3H;,,,_2^4He;,,,_1^2H.)

Lực hạt nhân tạo nên sự bền vững cho hạt nhân.

Lực hạt nhân không phải là lực tĩnh điện không phụ thuộc vào điện tích vì các hạt proton mang điện dương còn các hạt nơtron không mang điện.

Lực hạt nhân cũng không phải lực hấp dẫn vì khối lượng của hạt nhân rất nhỏ, lực hấp dẫn giữa các nuclon vào khoảng 12,936.10$^{-35}$N.

Lực hạt nhân được gọi là lực tương tác mạnh, chỉ phát huy tác dụng trong phạm vi kích thước hạt nhân. Ngoài phạm vi (10-15m) lực hạt nhân nhanh chóng giảm về 0.

2/ Năng lượng liên kết hạt nhân: a/ Độ hụt khối Δm: Xét hạt nhân [_{2}^{4}textrm{He}] có khối lượng

m = 2m$_{p}$ + 2m$_{n}$ = 4,03188u​

Độ hụt khối của một hạt nhân [_{Z}^{A}textrm{X}] là sự chênh lệch giữa khối lượng của hạt nhân và tổng khối lượng của các hạt nuclon cấu tạo nên hạt nhân

Công thức xác định độ hụt khối Δm của hạt nhân [_{Z}^{A}textrm{X}]

[Delta m=Zm_{p}+(A-Z)m_{n}-m_{X}]​

A – Z: là số nơtron

Z: số proton

Δm: độ hụt khối

m$_{X}$: khối lượng thực của hạt nhân X

Các hạt prôtôn, nơtrôn, electrôn có độ hụt khối bằng 0.

b/ Năng lượng liên kết hạt nhân: Năng lượng liên kết hạt nhân là năng lượng cần thiết để phá vỡ liên kết của các nuclon trong hạt nhân được xác định bằng biểu thức

biếu thức năng lượng liên kết hạt nhân

[E_{lk}=Delta m.c^{2}] = [(Delta m=Zm_{p}+(A-Z)m_{n}-m_{X})c^{2}]​

c/ Năng lượng liên kết riêng của hạt nhân Năng lượng liên kết riêng của hạt nhân đại lượng đặc trưng cho tính bền vững của hạt nhân được xác định bằng biểu thức

Biểu thức năng lượng liên kết riêng của hạt nhân

[varepsilon =dfrac{E_{lk}}{A}]​

Lưu ý: các hạt nhân nằm ở khoảng giữa bảng tuần hoàn 50 < A < 95 thì bền vững hơn các hạt nhân ở vùng đầu và vùng cuối bảng tuần hoàn.​

3/ Phản ứng hạt nhân:

Phản ứng hạt nhân tự phát: là quá trình phân rã của một hạt nhân không bền thành các hạt nhân khác

Phản ứng hạt nhân kích thích: là quá trình các hạt nhân tương tác với nhau tạo ra các hạt nhân khác.

a/ Các định luật bảo toàn trong phản ứng hạt nhân

Định luật bảo toàn điện tích (bảo toàn số Z)

Định luật bảo toàn số nuclon (bảo toàn số A)

Định luật bảo toàn động lượng

Định luật bảo toàn năng lượng toàn phần

Xét phản ứng hạt nhân

[_{Z_{1}}^{A_{1}}textrm{C}+_{Z_{2}}^{A_{2}}textrm{D}rightarrow _{Z_{3}}^{A_{3}}textrm{X}+_{Z_{4}}^{A_{4}}textrm{Y}]​

Định luật bảo toàn số khối: A 1 + A 2 = A 3 + A 4 ​

Định luật bảo toàn điện tích: Z 1 + Z2 = Z3 + Z45/ Năng lượng của phản ứng hạt nhân: Năng lượng của phản ứng hạt nhân là năng lượng tỏa ra sau khi phản ứng hạt nhân xảy ra hoặc năng lượng cần thiết để cung cấp cho phản ứng hạt nhân xảy ra.

Biểu thức tính năng lượng của phản ứng hạt nhân:

[_{Z_{1}}^{A_{1}}textrm{C}+_{Z_{2}}^{A_{2}}textrm{D}rightarrow _{Z_{3}}^{A_{3}}textrm{X}+_{Z_{4}}^{A_{4}}textrm{Y}] W = (m$_{C}$ + m$_{D}$ – m$_{X}$ – m$_{Y}$)c 2 W = (m$_{trước}$ – m$_{sau}$).c 2 ​

Các công thức tính khác dùng để tính năng lượng của phản ứng hạt nhân:

W = (Δm$_{sau}$ – Δm$_{trước}$).c 2 W = (E$_{sau}$ – E$_{trước}$).c 2 W = (Aε$_{sau}$ – Aε$_{trước}$).c 2 ​

vật lý phổ thông ôn thi quốc gia

Năng lượng liên kết hạt nhân

là khái niệm về một loại năng lượng xuất hiện trong vật lý hạt nhân, cụ thể hơn đó là Năng lượng liên kết năng lượng liên kết của hạt nhân.

Theo đó, năng lượng liên kết hạt nhân là nguồn năng lượng tỏa ra tương ứng với độ hụt khối của hạt nhân. Khi một hạt nhân được tạo thành từ các nucleon, cần một năng lượng (W_{lk}) và ngược lại, khi muốn phá vỡ một hạt nhân thành các nucleon cũng cần tốn một năng lượng là (W_{lk}), lượng năng lượng này gọi là năng lượng liên kết của các nucleon trong hạt nhân.

Công thức tính năng lượng liên kết (năng lượng liên kết của hạt nhân)

Công thức tính năng lượng liên kết của hạt nhân (_{A}^{Z}textrm{X}) như sau:

(W_{lk}) = (Delta .m.c^{2})

Ta thay công thức tính độ hút khối của hạt nhân (Delta m) = Z.(m_{p}) + N.(m_{n}) – m vào công thức này sẽ được:

(W_{lk}) = ( Z.(m_{p}) Z.(m_{p}) + N.(m_{n}) – m ) . (c^{2})

Với công thức này, bạn cần chú ý 2 điều:

Trong tất cả các trường hợp thì năng lượng liên kết của một hạt nhân luôn lớn hơn hoặc bằng 0 ( (W_{lk}) (geq 0))

Những hạt sơ cấp riêng rẽ như proton, notron hay electron đều có có năng lượng liên kết bằng 0.

Định nghĩa năng lượng liên kết riêng của hạt nhân

Năng lượng liên kết riêng của hạt nhân là năng lượng liên kết tính cho một nuclon.

Công thức tính năng lượng liên kết riêng của hạt nhân

(W_{lkr}) = (frac{W_{lk}}{A})

Đơn vị: Đơn vị của năng lượng liên kết riêng là MeV/nuclon. Để giản tiện, với một vài trường hợp thì người ta có thể ghi đơn vị của năng lượng liên kết riêng là MeV.

Ý nghĩa độ lớn của năng lượng liên kết riêng của hạt nhân

Hạt nhân nào có năng lượng liên kết riêng càng lớn thì sẽ càng bền. Ngoại trừ các hạt sơ cấp riêng rẽ được biết đến như proton, notron hay electron.

Các nhà bác học đã chứng minh được rằng, những hạt nhân ở giữa bảng tuần hoàn nói chung thì đều có nguồn năng lượng liên kết riêng lớn hơn so với năng lượng liên kết riêng của các hạt nhân nằm ở đầu và cuối của bảng tuần hoàn. Chính vì vậy nên những hạt nhân này có độ bền hơn.

Những hạt nhân bền vững nhất là những hạt nhân có số khối A từ 50 đến 95 có năng lượng liên kết riêng lớn nhất (khoảng 8,8 MeV/nuclôn).

Tác giả: Việt Phương

Bài viết này chúng ta cùng tìm hiểu phản ứng hạt nhân là gì? Các định luật bảo toàn trong phản ứng hạt nhân phát biểu như thế nào? Công thức tính năng lượng liên kết hạt nhân ra sao? để giải đáp cho câu hỏi trên.

– Các nuclôn trong hạt nhân hút nhau bằng các lực rất mạnh gọi là lực hạt nhân.

– Lực hạt nhân không có cùng bản chất với lực tĩnh điện hay lực hấp dẫn. Lực hạt nhân lớn hơn rất nhiều so với các loại lực khác nên gọi là lực tương tác mạnh.

– Lực hạt nhân chỉ phát huy tác dụng trong phạm vi kích thước hạt nhân.

II. Năng lượng liên kết của hạt nhân

– Khối lượng của một hạt nhân luôn luôn nhỏ hơn tổng khối lượng của các nuclôn tạo thành hạt nhân đó.

– Độ chênh lệch khối lượng đó gọi là độ hụt khối của hạt nhân, kí hiệu ∆m.

Trong đó:

m p là khối lượng của prôtôn

m n là khối lượng của nơtron

– Năng lượng liên kết của một hạt nhân được tính bằng tích của độ hụt khối của hạt nhân với thừa số c 2.

– Năng lượng liên kết hạt nhân còn gọi là năng lượng tối thiểu để phá vỡ hạt nhân.

– Năng lượng liên kết riêng W lkr của mỗi hạt nhân là năng lượng tính cho 1 nuclôn trong hạt nhân:

– Để so sánh tính bền vững của hạt nhân người ta dựa vào năng lượng liên kết riêng. Nếu hạt nhân có năng lượng liên kết riêng càng lớn thì càng bền vững.

III. Phản ứng hạt nhân là gì?

– Phản ứng hạt nhân là quá trình biến đổi của hạt nhân này thành hạt nhân khác.

– Là quá trình tự phân rã của một hạt nhân không bền vững thành các hạt nhân khác.

– Quá trình các hạt nhân tương tác với nhau tạo ra các hạt nhân khác.

* Đặc tính của phản ứng hạt nhân

– Biến đổi các hạt nhân

– Biến đổi các nguyên tố

– Không bảo toàn khối lượng nghỉ

a) Định luật bảo toàn điện tích.

b) Định luật bảo toàn số nuclôn (bảo toàn số A).

c) Định luật bảo toàn năng lượng toàn phần.

d) Định luật bảo toàn động lượng.

– Phản ứng hạt nhân có thể tỏa năng lượng hoặc thu năng lượng

– Nếu W < 0 thì phản ứng thu năng lượng.

IV. Bài tập về phản ứng hạt nhân, năng lượng liên kết.

A. giống nhau với mọi hạt nhân.

B. lớn nhất với các hạt nhân nhẹ.

C. lớn nhất với các hạt nhân trung bình

D. lớn nhất với các hạt nhân nặng.

◊ Chọn đáp án: C. lớn nhất với các hạt nhân trung bình

– Năng lượng liên kết riêng W lkr của mỗi hạt nhân là năng lượng tính cho 1 nuclôn trong hạt nhân.

A. lực tĩnh điện

B. lực hấp dẫn.

C. lực điện từ

D. lực tương tác mạnh.

◊ Chọn đáp án: D.Lực tương tác mạnh.

– Bản chất lực tương tác giữa các nuclôn trong hạt nhân là lực tương tác mạnh.

A. 10-13cm B. 10-8cm C. 10-10 cm D. Vô hạn

◊ Chọn đáp án: A. 10-13 cm

– Lực hạt nhân chỉ phát huy tác dụng trong phạm vi kích thước hạt nhân (10-15m = 10-13 cm).

A. Heli B. Cacbon C. Sắt D. Urani

◊ Chọn đáp án: C. Sắt

– Các hạt nhân có số khối A trong khoảng 50u đến 80u có năng lượng liên kết riêng lớn nhất (cỡ 8,8MeV/1nuclôn) nên bền hơn các hạt nhân có số khối ngoài khoảng.Vì hạt nhân Fe có số khối lượng trung bình 50 < A < 80 nên bền vững hơn các hạt nhân ngoài khoảng này.

⇒ 10.1,00728u + 10.1,00866u – m Ne = 0,17245u.

– Vậy khối lượng hạt nhân m Ne = 10.1,00728u + 10.1,00866u – 0,17245u = 19,98695u.

⇒ m nt = 19,98695u + 10.0,00055u = 19,99245u.

– Khối lượng của hạt nhân Fe là: m hnFe = m ntFe – Z.m e

– Nên năng lượng liên kết của

= [26.1,00728u + 30.1,0086u – (55,934939u – 26.5,486.10-4u)].c 2

= 0,5284uc 2 = 0,5284.931,5(MeV) = 492,21(MeV).

– Vậy ta có năng lượng liên kết riêng (của 1 nuclôn) của Sắt là:

◊ Hoàn chỉnh các phản ứng

– Áp dụng định luật bảo toàn điện tích: 3 + Z = 4 + 0 → Z = 1

– Áp dụng định luật bảo toàn số nuclôn (bảo toàn số khối): 6 + A X1 = 7 + 1 → A = 2

– Áp dụng định luật bảo toàn điện tích: 5 + Z = 3 + 2 → Z = 0

– Áp dụng định luật bảo toàn số nuclon: 10 + A X2 = 7 + 4 → A X2 = 1

– Áp dụng định luật bảo toàn điện tích: 17 + Z = 16 + 2 → Z = 1

– Áp dụng định luật bảo toàn số nuclôn: 10 + A X3 = 7 + 4 → A X3 = 1

– Năng lượng tỏa ra của phản ứng hạt nhân là:

= 0,024u + 2.4,0015u – 2,0140u = 6,013u.

= 6,013u + 3.5.486.10-4 u = 6,0146u.

A. năng lượng B. động lượng C. động năng D. điện tích

◊ Chọn đáp án: C. động năng

– Trong phản ứng hạt nhân, không có bảo toàn động năng.

◊ Các định luật bảo toàn trong phản ứng hạt nhân:

– Bảo toàn năng lượng toàn phần: K X1 + K X2 + ΔW

hoặc ∑K trước pứ + ΔW = ∑K sau pứ

– Lưu ý: Phóng xạ hay phản ứng hạt nhân không tuân theo định luật bảo toàn khối lượng, năng lượng nghỉ, số proton, notron, electron, cơ năng (năng lượng cơ học).

– Phản ứng thu năng lượng là phản ứng D vì, Ta có:

(m He + m N) – (m O + m H) = (4,002603 + 14,003074)u – (16,999133 + 1,007825)u = -0,001281u < 0

⇒ Phản ứng này thu năng lượng.

– Các phản ứng còn lại tỏa năng lượng.