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Enunciado

Física - Halliday - Vol 4- Ed: 10º - Capítulo 43.6 - Ex. 48

48. Mostre que os valores de Q dados nas Eqs, 43-13, 43-14,43-15 estão corretos. As massas envolvidas são:

Passo 1

Pessoal aqui somente vamos precisar usar a equação

Q = - Δ m c 2

Onde c 2 = 931,5   M e V / u

Vamos analisar cada equação

Passo 2

Equação 43-13:

H 2 + H 2 → H e 3 + n ,     Q = + 3,27   M e V

No inicio temos 2 deutérions:

m i = 2 ⋅ m H 2  

No fim temos um núcleo de Hélio H e 3 e um nêutron.

m f = m H e 3   + m n

O enunciado não da o valor da massa do Hélio, mas podemos ver lá no exercícios 42 que:

m H e 3   = 3,016029   u

Montanto a equação:

Q = - m f - m i c 2

Q = m i - m f c 2

Q = 2 ⋅ m H 2   - m H e 3   + m n c 2

Substituindo os valores:

Q = 2 ⋅ 2,014102   u - 3,0160 2 9   u - 1,008665   u ⋅ 931,5   M e V / u

Q = 3 , 27   M e V

Passo 3

Equação 43-14:

H 2 + H 2 → H 3 + H 1 ,     Q = + 4 , 03   M e V

No inicio temos 2 deutérions:

m i = 2 ⋅ m H 2  

No fim temos dois núcleos de Hidrogenio, um tríton, H 3 , e um próton, H 1 .

m f = m H 3   + m H 1  

Montanto a equação:

Q = - m f - m i c 2

Q = m i - m f c 2

Q = 2 ⋅ m H 2   - m H 3   + m H 1   c 2

Substituindo os valores:

Q = 2 ⋅ 2,014102   u - 3,0160 4 9   u - 1,00 7825   u ⋅ 931,5   M e V / u

Q = 4,0 3   M e V

Passo 4

Equação 43-15:

H 2 + H 3 → H e 4 + n ,     Q = + 17 , 59   M e V

No inicio temos um deutérion e um tríton:

m i = m H 2   + m H 3  

No fim temos um núcleo de Hélio, H e 4 , e um nêutron, n .

m f = m H e 4   + m n  

Montanto a equação:

Q = - m f - m i c 2

Q = m i - m f c 2

Q = m H 2   + m H 3   - m H e 4   + m n   c 2

Substituindo os valores:

Q = 2,014102   u + 3,016049   u - 4,002603 - 1,008 66 5   u ⋅ 931,5   M e V / u

Q = 17 , 59   M e V

Conseguimos mostrar que os três valores de Q estão corretos.

Resposta

Ei, a resposta está no passo a passo :)

Ver Outros Exercícios desse livro