Enunciado
Física - Halliday - Vol 4- Ed: 10º - Capítulo 43.5 - Ex. 43
43. A fig 43-15 mostra um modelo primitivo de bomba de hidrogênio. O combustível para a fusão é o deutério. Uma esfera feita do material é envolvida por uma casca de U ou Pu, cuja fissão explosiva aquece e comprime o deutério, fazendo com que atinja as altas temperaturas e densidades necessárias para que haja uma reação de fusão autossustentável. A reação de fusão é a seguinte:
Passo 1
a)
Pessoal aqui somente vamos precisar usar a equação
Onde
No inicio temos 5 deutérions:
No fim temos um núcleo de Hélio , um núcleo de Hélio , um núcleo de Hidrogênio (ou seja um próton) e dois nêutrons.
Temos que lembrar de tirarmos os elétrons das massas dos átomos, pois só estamos trabalhando com os núcleos.
Montanto a equação:
Substituindo os valores que temos do exercícios passado (aqui precisamos pesquisar a massa do nêutron que não foi informada, ):
Passo 2
b)
Nós já sabemos quanta energia 5 deutérios produzem, agora vamos calcular quanto de de deutério produz.
de é igual a:
Show, agora vamos descobrir o peso de 5 deutérios. A massa atômica de um é:
Sabemos que um mol é igual a , então
ou
Lembrando, a gente sabe quanto 5 vezes essa massa produz de energia. Vamos multiplicar ela por cinco então:
Vamos dividir a massa total por essa massa para descobrir quantas vezes aquela reação ocorre, ou seja, quantas vezes aquela energia () é produzida:
Então a energia produzida na explosão é de:
Passo 3
Sabemos do exercício 16 como transformar essa energia em megatons de TNT. Cada megaton de TNT libera . Então o poder explosivo dessa bomba é de:
Resposta
a)
b)