Cho phản ứng tổng hợp hạt nhân:
\[
^2_1D + ^3_1T \rightarrow ^4_2He + ^1_0n
\]
Các khối lượng cho trước (tính theo amu):
- \( m_D = 2,0141 \)
- \( m_T = 3,0160 \)
- \( m_{He} = 4,0026 \)
- \( m_n = 1,0087 \)
Hằng số: \(1\, \text{u}c^2 = 931,5\, \text{MeV}\).
---
### Câu 5: Tính năng lượng toả ra của mỗi phản ứng.
**Bước 1:** Tính khối lượng ban đầu (phản ứng trước):
\[
m_{\text{trước}} = m_D + m_T = 2,0141 + 3,0160 = 5,0301\, \text{amu}
\]
**Bước 2:** Tính khối lượng sản phẩm (phản ứng sau):
\[
m_{\text{sau}} = m_{He} + m_n = 4,0026 + 1,0087 = 5,0113\, \text{amu}
\]
**Bước 3:** Tính khối lượng mất mát:
\[
\Delta m = m_{\text{trước}} - m_{\text{sau}} = 5,0301 - 5,0113 = 0,0188\, \text{amu}
\]
**Bước 4:** Tính năng lượng toả ra:
\[
E = \Delta m \times 931,5 = 0,0188 \times 931,5 = 17,51\, \text{MeV}
\]
Làm tròn đến 1 chữ số thập phân:
\[
\boxed{E = 17,5\, \text{MeV}}
\]
---
### Câu 6: Năng lượng toả ra khi tổng hợp được 1,00 mol \( ^4_2He \) và thời gian thắp sáng bóng đèn 100 W
**Bước 1:** Tính tổng năng lượng toả ra khi tạo ra 1 mol \( ^4_2He \).
Số hạt nhân phản ứng để tạo ra 1 mol \( ^4_2He \) chính là 1 mol phản ứng (vì mỗi phản ứng tạo ra 1 hạt \( ^4_2He \)).
Số hạt trong 1 mol: \( N_A = 6,022 \times 10^{23} \).
Năng lượng toả ra 1 phản ứng: \( 17,5\, \text{MeV} \).
Tổng năng lượng toả ra:
\[
E_{\text{tổng}} = 17,5 \times 6,022 \times 10^{23} = 1,054 \times 10^{25} \, \text{MeV}
\]
**Bước 2:** Đổi năng lượng từ MeV sang J.
1 MeV \( = 1,602 \times 10^{-13} \, \text{J} \),
\[
E_{\text{tổng}} = 1,054 \times 10^{25} \times 1,602 \times 10^{-13} = 1,69 \times 10^{12} \, \text{J}
\]
**Bước 3:** Tính thời gian thắp sáng bóng đèn 100 W.
Công suất đèn: \( P = 100\, \text{W} = 100\, \text{J/s} \)
Thời gian thắp sáng:
\[
t = \frac{E_{\text{tổng}}}{P} = \frac{1,69 \times 10^{12}}{100} = 1,69 \times 10^{10} \, \text{s}
\]
**Bước 4:** Đổi thời gian từ giây sang năm:
1 năm \( \approx 3,15 \times 10^{7} \, \text{s} \),
\[
t = \frac{1,69 \times 10^{10}}{3,15 \times 10^{7}} \approx 536,5 \, \text{năm}
\]
Làm tròn:
\[
\boxed{t \approx 537\, \text{năm}}
\]
---
### Kết quả:
- Câu 5: Năng lượng toả ra mỗi phản ứng là **17,5 MeV**.
- Câu 6: Năng lượng toả ra khi tổng hợp 1 mol \( ^4_2He \) có thể thắp sáng bóng đèn 100 W trong khoảng **537 năm**.