Разделы 
Дополнительно
Задача по физике - 12183
2019-12-25 
Согласно теории Бете углеродный цикл звездных термоядерных реакций состоит из следующих реакций
$p + ^{12}C \rightarrow ^{13}N + Y$,
$^{13}N \rightarrow ^{13}C + e^{+} + \nu$,
$p + ^{13}C \rightarrow ^{14}N \gamma$,
$p + ^{14}N \rightarrow ^{15}O + \gamma$,
$^{15}O \rightarrow ^{15}N + e^{+} + \nu$,
$p + ^{15}N \rightarrow ^{12}C + ^{4}He$.
Найти энергию, выделяющуюся при образовании моля гелия.
Решение:
Цикл Бете приводит к образованию из четырех протонов одного ядра гелия:
$4p \rightarrow ^{4}He + 2e^{+} + 3 \gamma + 2 \nu$,
Подсчитав по формуле $E = mc^{2}$ энергии частиц слева и справа, найдем энергию, выделившуюся при синтезе одного ядра атома гелии ($m_{p} = 1,6724 \cdot 10^{-27} кг, m_{H} = 6,6439 \cdot 10^{-27} кг, m_{e^{+} } = 0,9108 \cdot^{-31} кг, c = 3 \cdot 10^{8} м/с$):
$E_{выд} = (4m_{p} - m_{ ^{4}He } - 2m_{e^{+} } ) c^{2} = 0,3951 \cdot 10^{-11} Дж$.
При образовании моля гелия выделяется энергии
$W = E_{выд}N_{A} \approx 2,4 \cdot 10^{9} кДж$.
(здесь $N_{A} \approx 6 \cdot 10^{23} моль^{-1}$ - число Авогадро).
Согласно теории Бете углеродный цикл звездных термоядерных реакций состоит из следующих реакций
$p + ^{12}C \rightarrow ^{13}N + Y$,
$^{13}N \rightarrow ^{13}C + e^{+} + \nu$,
$p + ^{13}C \rightarrow ^{14}N \gamma$,
$p + ^{14}N \rightarrow ^{15}O + \gamma$,
$^{15}O \rightarrow ^{15}N + e^{+} + \nu$,
$p + ^{15}N \rightarrow ^{12}C + ^{4}He$.
Найти энергию, выделяющуюся при образовании моля гелия.
Решение:
Цикл Бете приводит к образованию из четырех протонов одного ядра гелия:
$4p \rightarrow ^{4}He + 2e^{+} + 3 \gamma + 2 \nu$,
Подсчитав по формуле $E = mc^{2}$ энергии частиц слева и справа, найдем энергию, выделившуюся при синтезе одного ядра атома гелии ($m_{p} = 1,6724 \cdot 10^{-27} кг, m_{H} = 6,6439 \cdot 10^{-27} кг, m_{e^{+} } = 0,9108 \cdot^{-31} кг, c = 3 \cdot 10^{8} м/с$):
$E_{выд} = (4m_{p} - m_{ ^{4}He } - 2m_{e^{+} } ) c^{2} = 0,3951 \cdot 10^{-11} Дж$.
При образовании моля гелия выделяется энергии
$W = E_{выд}N_{A} \approx 2,4 \cdot 10^{9} кДж$.
(здесь $N_{A} \approx 6 \cdot 10^{23} моль^{-1}$ - число Авогадро).
