题目内容

太阳的能量来自下面的反应:四个质子(氢核)聚变成一个粒子,同时发射两个正电子,若太阳辐射能量的总功率为P,质子
 
1
1
H、氦核
 
4
2
He、正电子
 
0
1
e的质量分别为mp、mα、me,真空中的光速为c,求:
(1)写出核反应方程式.
(2)核反应所释放的能量△E.
(3)1s内参与上述热核反应的质子数目.
分析:(1)根据参与反应的粒子种类及生成粒子的种类,根据质量数守恒与核电荷数守恒写出核反应方程式.
(2)求出质量亏损,然后由质能方程求出核反应释放的能量.
(3)求出1s内核反应释放的能量,然后求出参与热核反应的质子数目.
解答:解:(1)核反应方程式为:4
 
1
1
H→
 
4
2
He+2
 
0
1
e;
(2)核反应过程中的质量亏损△m=(4mP-ma-me),根据爱因斯坦质能方程:△E=△mc2可知,
核反应释放的能量,△E=(4mP-ma-me)c2
(3)设单位时间内参与热核反应的质子数为N,
依据能量关系Pt=N
△E
4
有,N=
4P
(4mp-ma-2me)c2

答:(1)核反应方程式:4
 
1
1
H→
 
4
2
He+2
 
0
1
e.
(2)核反应所释放的能量△E=(4mP-ma-me)c2
(3)1s内参与上述热核反应的质子数目N=
4P
(4mp-ma-2me)c2
点评:写核反应方程式时,要注意核电荷数与质量数守恒;先求出质量亏损,然后再求释放的能量;第(3)是本题的难点,解题时要注意:核反应释放的能量等于功率与时间的乘积,这是正确解题的关键.
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