В течение 1 часа пучком α-частиц облучаются ядра атома азота ₇¹⁴n. В результате происходит превращение азота в кислород

Описание:
Количество поглощенной теплоты в ходе ядерных реакций можно рассчитать с помощью закона сохранения энергии. Для этого необходимо знать изменение массы и применить формулу Q = Δmc^2, где Q — количество поглощенной теплоты, Δm — изменение массы, а c — скорость света.

В данной задаче известно, что атом азота ₇¹⁴n превращается в атом кислорода ₈¹⁷о. Зная массу атомов азота и кислорода, можно найти изменение массы, умножив разницу на среднеквадратическую скорость и приплюсовать величину Q.

Известно также, что сила тока в пучке α-частиц равна 0,32 мА, а 0,001% α-частиц вызывают ядерные реакции. Это позволяет найти количество ядерных реакций и, следовательно, изменение массы.

Окончательно, для расчета количества поглощенной теплоты нужно умножить изменение массы на квадрат скорости света.

Пример использования:
Решим задачу. Для начала, найдем изменение массы:
Δm = (8.00307 — 14.00307) а.е.м = -6 а.е.м (изотопы кислорода и азота)

Затем найдем количество ядерных реакций:
n = (0,001/100) * 0,32 мА * 3600 с = 0.01152

Теперь можем расчитать количество поглощенной теплоты:
Q = Δmc^2 = -6 * (3 * 10^8)^2 Дж = -1.8 * 10^18 Дж

Ответ: Количество поглощенной теплоты в ходе ядерных реакций составляет -1.8 * 10^18 Дж.

Совет: Для понимания подобных задач, рекомендуется углубиться в изучение закона сохранения энергии и разобраться с понятием ядерных реакций. Также полезно ознакомиться с базовыми энергетическими величинами и единицами измерения.

Упражнение:
При α-распаде радиоактивного изотопа урана ₉₂²³²U образуется ядро изотопа из актиния и α-частица (ядро гелия). Вычислите количество поглощенной теплоты, если известно, что при каждом α-распаде высвобождается 4,8 МэВ энергии, а изотоп радиоактивного актиния образуется с вероятностью 0,06%. Предполагается, что все ядра урана прошли α-распад.