Phương pháp xác định độ hụt khối và năng lượng liên kết hạt nhân môn Vật Lý 12 năm 2020

XÁC ĐỊNH ĐỘ HỤT KHỐI  VÀ NĂNG LƯỢNG LIÊN KẾT HẠT NHÂN

Cho khối lượng m hoặc số mol của hạt nhân \({}_Z^AX\) . Tìm số hạt p, n có trong mẫu hạt nhân đó .

- Nếu có khối lượng m suy ra số hạt hạt nhân X là :

\(N = \frac{m}{A}.{N_A}\)(hạt)

- Số mol:

\(n = \frac{m}{A} = \frac{N}{{{N_A}}} = \frac{V}{{22,4}}\)

Hằng Số Avôgađrô: N_A = 6,023.10²³ nguyên tử/mol

- Nếu có số mol suy ra số hạt hạt nhân X là : N = n.N_A (hạt).

Khi đó: 1 hạt hạt nhân X có Z hạt proton và (A – Z ) hạt hạt notron.

⇒ Trong N hạt hạt nhân X có : N.Z hạt proton và (A-Z) N hạt notron.

Ví dụ 1: Khối lượng nguyên tử của rađi Ra²²⁶ là m = 226,0254u.

a) Hãy chỉ ra thành phần cấu tạo hạt nhân Rađi?

b) Tính ra kg của 1 mol nguyên tử Rađi, khối lượng 1 hạt nhân, 1 mol hạt nhân Rađi?

c) Tìm khối lượng riêng của hạt nhân nguyên tử cho biết bán kính hạt nhân được tính theo công thức r = r_o.A.1/3, với r_o = 1,4.10^-15 m, A là số khối.

d) Tính năng lượng liên kết của hạt nhân, năng lượng liên kết riêng, biết m_P = 1,007276u, mn = 1,008665u ; m_e = 0,00549u ; 1u = 931 MeV/c² .

Giải

a) Rađi hạt nhân có 88 prôton, N = 226 – 88 = 138 nơtron

b) m = 226,0254u. 1,66055.10^-27 = 375,7.10^-27 kg

Khối lượng một mol : m_mol = m.N_A = 375,7.10^-27. 6,022.1023 = 226,17.10^-3 kg = 226,17 g

Khối lượng một hạt nhân : m_HN = m – Zm_e = 259,977u = 3,7524.10^-25kg

Khối lượng 1mol hạt nhân : m_molHN = m_NH.N_A = 0,22589kg

c) Thể tích hạt nhân: V = 4πr³/3 = 4πr_o³A/ 3 .

Khối lượng riêng của hạt nhân:

\(D = \frac{m}{V} = \frac{{A{m_p}}}{{4.\pi r.r_0^3\frac{A}{3}}} = \frac{{3{m_p}}}{{4.\pi r.r_0^3}} \approx {1,45.10^{ - 17}}kg/{m^3}\)

d) Tính năng lượng liên kết của hạt nhân

ΔE = Δmc² = {Zm_P + (A – Z)m_N – m}c² 

= 1,8107uc² = 1,8107.931 = 1685 MeV

Năng lượng liên kết riêng của hạt nhân:

\(\varepsilon = \frac{{\Delta E}}{A} = 7,4557MeV/nu\)

Ví dụ 2: Theo thuyết tương đối, một êlectron có động năng bằng một nửa năng lượng nghỉ của nó thì êlectron này chuyển động với tốc độ bằng?

Giải

\(\begin{array}{l} {{\rm{W}}_{\rm{d}}}{\rm{ = E - }}{{\rm{E}}_{\rm{0}}}{\rm{ = }}\frac{1}{2}{{\rm{E}}_{\rm{0}}} \Leftrightarrow E = \frac{3}{2}{{\rm{E}}_{\rm{0}}}\\ \Leftrightarrow \frac{{{m_0}{c^2}}}{{\sqrt {1 - {{(\frac{{0,6c}}{c})}^2}} }} = \frac{3}{2}{m_0}{c^2}\\ \Rightarrow v = \frac{{\sqrt 5 }}{3}c = 2,24.m/s \end{array}\)

Ví dụ 3: Khí clo là hỗn hợp của hai đồng vị bền là Cl³⁵=34,969u  hàm lượng 75,5% và Cl³⁵=34,966u hàm lượng 24,6%. Tính khối lượng của nguyên tử của nguyên tố hóa học clo.

Giải

Ta có: m_Cl = 34,969u. 75,4% + 36,966u. 24,6% = 35,46u.

Câu 1: Cho khối lượng của hạt prôton; nơtron và hạt nhân đơteri \({}_1^2D\) lần lượt là 1,0073u; 1,0087u và 2,0136u. Biết 1u = 931,5MeV/c². Năng lượng liên kết riêng của hạt nhân đơteri   là:

A. 3,06 MeV/nuclôn.

B. 1,12 MeV/nuclôn.

C. 2,24 MeV/nuclôn.

D. 4,48 MeV/nuclôn.

Câu 2: Biết khối lượng của prôtôn, nơtron và hạt nhân  \({}_6^{12}C\) lần lượt là 1,00728 u; 1,00867 u và 11,9967 u. Cho 1 u = 931,5 MeV/c². Năng lượng liên kết của hạt nhân  \({}_6^{12}C\) là

A. 46,11 MeV.    

B. 7,68 MeV.

C. 92,22 MeV.    

D. 94,87 MeV.

Câu 3: Biết khối lượng của prôtôn; của nơtron; của hạt nhân \({}_8^{16}O\)  lần lượt là: 1,0073 u; 1,0087 u; 15,9904 u và 1u = 931,5 MeV/c². Năng lượng liên kết của hạt nhân  \({}_8^{16}O\) xấp xỉ bằng

A. 14,25 MeV.    

B. 18,76 MeV.

C. 128,17 MeV.    

D. 190,81 MeV.

...

---Để xem đầy đủ nội dung phần Bài tập trắc nghiệm, các em vui lòng đăng nhập vào trang Chúng tôi để xem online hoặc tải về máy tính---

Trên đây là một phần trích dẫn nội dung Tài liệu Phương pháp xác định độ hụt khối và năng lượng liên kết hạt nhân môn Lý 12 năm học 2020-2021. Để xem toàn bộ nội dung các em đăng nhập vào trang Chúng tôi để tải tài liệu về máy tính.

Hy vọng tài liệu này sẽ giúp các em học sinh ôn tập tốt và đạt thành tích cao trong học tập.

​Chúc các em học tập tốt !