fstuxutdgkdyidiy

Để giải quyết câu 4, ta phân tích từng bước: --- **Câu 4:** Phản ứng nhiệt hạch là: \[ ^2_1D + ^2_1D \rightarrow ^3_2He + ^1_0n \] - Trong 0,0150% nước nặng D₂O là nhiên liệu cho phản ứng trên. - Tổng hợp H từ 10000 kg nước biển. - Mỗi kg than đá đốt cháy hoàn toàn toả ra năng lượng \( 27,0 \times 10^6 \, J \). - Khối lượng mol của D₂O: 20,0 g/mol. - Nhiệm vụ: Tính năng lượng toả ra tương đương đốt cháy a tấn than đá (làm tròn đến hàng phần trăm). --- **Bước 1: Tính khối lượng nước nặng D₂O trong 10000 kg nước biển** - Tỉ lệ nước nặng trong nước biển là 0,0150% = 0,00015 (tính theo khối lượng). - Khối lượng nước nặng: \[ m_{D_2O} = 10000 \times 0.00015 = 1.5 \, \text{kg} \] --- **Bước 2: Tính số mol D₂O** - Khối lượng mol D₂O = 20,0 g/mol = 0,0200 kg/mol. - Số mol D₂O: \[ n = \frac{1.5}{0.0200} = 75 \, \text{mol} \] --- **Bước 3: Tính số mol D (deuterium) trong D₂O** - 1 mol D₂O chứa 2 mol D. - Số mol D: \[ n_D = 75 \times 2 = 150 \, \text{mol} \] --- **Bước 4: Tính số phản ứng xảy ra** - Mỗi phản ứng dùng 2 nguyên tử D, tức 2 mol D tham gia 1 phản ứng. - Số phản ứng: \[ N = \frac{n_D}{2} = \frac{150}{2} = 75 \, \text{mol phản ứng} \] --- **Bước 5: Tính năng lượng toả ra của phản ứng** - Năng lượng toả ra trong phản ứng \(D + D\) tổng hợp thành \(He\) là khoảng 4 MeV (theo dữ liệu phổ biến về phản ứng D-D). - 1 MeV = \(1.602 \times 10^{-13} J\) - Năng lượng mỗi phản ứng: \[ E_{ph} = 4 \times 1.602 \times 10^{-13} = 6.408 \times 10^{-13} \, J \] - 1 mol phản ứng chứa \(6.022 \times 10^{23}\) phản ứng (số Avogadro). - Năng lượng 1 mol phản ứng: \[ E_{mol} = 6.408 \times 10^{-13} \times 6.022 \times 10^{23} = 3.86 \times 10^{11} \, J \] - Tổng năng lượng toả ra: \[ E_{total} = 75 \times 3.86 \times 10^{11} = 2.895 \times 10^{13} \, J \] --- **Bước 6: Tính tương đương năng lượng than đá** - Năng lượng đốt cháy 1 kg than đá: \(27.0 \times 10^6 J = 2.7 \times 10^7 J\) - Năng lượng đốt cháy 1 tấn (1000 kg) than đá: \[ 27.0 \times 10^6 \times 1000 = 2.7 \times 10^{10} J \] - Số tấn than tương đương: \[ a = \frac{E_{total}}{2.7 \times 10^{10}} = \frac{2.895 \times 10^{13}}{2.7 \times 10^{10}} = 1072,2 \, \text{tấn} \] --- **Kết luận:** Năng lượng toả ra tương đương đốt cháy khoảng **1070 tấn than đá** (làm tròn đến hàng phần trăm). --- **Trả lời:** \[ \boxed{a \approx 1.07 \times 10^{3} \text{ tấn than đá}} \] --- Nếu cần giải các câu 5 và 6, bạn vui lòng gửi lại để tôi hỗ trợ.