Mam na jutro do rozwiązania zadanie z fizyki jądrowej, sam niestety nie potrafię go rozwiązać a będę musiał to zrobić jutro przy tablicy, dlatego prosiłbym o rozwiązanie tego zadania i wyjaśnienie wszystkich obliczeń, przekształceń itp, tak bym zrozumiał o co w tym chodzi i mógł je wyjaśnić nauczycielce. Skoro wymagam to i płacę, za prawidłowe rozwiązanie zadania (najlepiej na kartce) płacę pierwszej osobie 10 zł przelewem na konto bankowe lub PayPal, jutro w samo południe jeśli w odpowiedzi nie będzie żadnego błędu :)
Link do zadania: https://dl.dropboxusercontent.com/u/5580626/zadanie.png
up
Energia produkowana w syntezie to różnica masy składników i produktu, przeliczona na energię:
E1 = (2* m_D - m_He) * c^2 (patrz: E = mc^2)
tyle jest energii z pojedynczej syntezy. Takich syntez możesz mieć połowę tyle (bo potrzebne są dwa na jedną syntezę), ile liczby atomów deuteru w swoim źródle wody. Weź masę całego deuteru:
m = 14[kg] * 0,015%
i przelicz na ilość atomów:
n = 1/2 * m * N_A / mm
gdzie N_A -- stała Avogadra, mm -- masa molowa deuteru: 2 g/mol = 0,002 kg/mol (patrz: masa atomowa deuteru).
Pozostaje zebrać do kupy:
E = E1 * n
E = (2* m_D - m_He) * c^2 * 1/2 * m * N_A / mm
Szczegóły sam sobie opracuj, a 10 zł przekaż na Caritas ;)
Wielkie dzięki, zgodnie z twoją wolą -->
Czekaj, mała obsuwa :) Przeleciałem wzrokiem przez jedynie te najistotniejsze części zadania i coś pomyliłem.
Rozwiązanie jest takie, jakby źródłem było 14kg wodoru, a nie 14kg wody. Aby poprawić, trzeba zredukować te 14 kg wody do czystego deuteru.
Pytanie jak autor wyobraża sobie syntezę z wody :D Na tym poziomie energetycznym, na którym można dokonać syntezy, już dawno nie ma nie tylko wody, ani nawet atomów deuteru, tylko same jądra atomowe o dużej energii.
Dopiero teraz zauważyłem błąd w treści zadania, miał być 1kg wody a nie 14 :D
Jeśli ktoś mógłby poprawić te obliczenia byłbym bardzo wdzięczny, zostało mi 8h :(
Najpierw musisz policzyć ile gram wodoru znajduje się w tym 1 czy 14 kg wody.
Linki:
http://www.wolframalpha.com/input/?i=mass+of+hydrogen+in+1+kg+of+water
http://zadane.pl/zadanie/4676972
I dopiero potem przemnożyć to razy 0,015%, co da ci ilość deuteru. Dalej jak napisał wyżej jiser.
Przedmiotem jest klasyczne (dla chemii) zliczanie cząsteczek metodą molową, tylko rzeczywiste liczenie z uwzględnieniem różnych drobnych poprawek jest wyjątkowo upierdliwe. Wersja zdroworozsądkowa:
udział masowy wodoru w wodzie = 2 * 1u / (2 * 1u + 16u) = 1/9 (patrz: masa atomowa składników)
więc w tym zbiorniku z wodą jest 1/9 [kg] wodoru związanego w cząsteczkach, a zatem
p * 1/9 [kg] deuteru, gdzie p to te 0,015%
"Uważny czytelnik zauważy" (jak zwykło się mawiać w akademickich książkach ;), że podstawiając masę molową wodoru podałem 1 ... a przecież chwilę później liczymy składowy w niej deuter o masie 2. Na dodatek, jak na początku pierwszego mojego postu pokazałem, masa molowa cząsteczki wody nie jest sumą masy składników ze względu na energię wiązania jądrowego, która przecież jest podmiotem zadania...
Ale... przytoczę anegdotę. W latach '70 na warszawskiej Politechnice metod pomiarowych (chyba) uczył profesor o sympatycznym pseudo "Piec". Sam profesor był już mniej sympatyczny i ciepły ;) Uczył między innymi mojego ojca. Na pierwszych czy drugich zajęciach dał im zadanie o takiej mniej więcej treści:
"W wagonie tramwajowym o masie 6000 kg, jadącym z prędkością 30 km/h po torach zakręcie o promieniu 20 m, w trakcie trwania manewru, na poręczy siada mucha o masie 15 g. Oblicz względną zmianę siły odśrodkowej działającej na wagon."
Wynik jest oczywiście koszmarnie mały, a wniosek, jaki mieli studenci sobie przyswoić, to to, aby niepotrzebnie nie uwzględniać pierduł mogących w pomijalnie małym stopniu wpływać na wynik ;)
[9] Przyszła do nas kiedyś na zastępstwo kobieta wykładająca fizykę na politechnice. Do technikum sobie przyszła. Zadanie z tramwajem pamiętam do dziś :D
@yasiu
A to dobre :)
@VicFirth
No i jak tam, panie studencie?
