FÍSICA NUCLEAR. Nombre de neutrons (N) Nombre d electron s. Cobalt (Co) Iode (I)

Tamaño: px

Comenzar la demostración a partir de la página:

Download "FÍSICA NUCLEAR. Nombre de neutrons (N) Nombre d electron s. Cobalt (Co) 27 59. Iode (I) 53 53 127"

Lorena Castellanos Villalba
hace 7 años
Vistas:

1 FÍSIC NUCLER.En la taula aparixn una èri d dad. Complta l cl l buid. Nom (ímbol) d proton d lctron d nutron (N) atòmic () màic () Cobalt (Co) 7 59 Sodi (Na) Iod (I) Solució: Tnint n compt: a) qu l nombr d proton i lctron d un àtom nutr é l matix; b) qu l nombr d proton dl nucli d un àtom coincidix amb l nombr atòmic () i c) qu la uma dl nombr d proton () i l d nutron (N) dl nucli d l àtom coincidix amb l nombr màic (), l nombr d nutron v donat pr N. Pr tant Nom (ímbol) d proton d lctron d nutron (N) atòmic () màic () Cobalt (Co) Co Sodi (Na) 3 3 Na Iod (I) I Fíica n Batxillrat

lctron d un àtom nutr é l matix; b) qu l nombr d proton dl nucli d un àtom coincidix amb l nombr atòmic () i c) qu la uma dl nombr d proton () i l d nutron

2 FÍSIC NUCLER. El magni prnta n la naturala format pr tr iòtop: 5 6, i. Jutifica, pr a cadacun d ll, quin é l nombr màic, l nombr atòmic, l nombr d proton, l nombr d nutron i l nombr d lctron. En què difrncin? Solució: Tnint n compt l qu hm indicat n l xrcici antrior Nom d proton d lctron d nutron (N) atòmic () màic Magni- 5 Magni Magni-6 6 () Pr tant contatm qu l iòtop (àtom d un matix lmnt) ón àtom amb l matix nombr d proton () prò difrnt nombr màic (), é a dir, amb difrnt nombr d nutron (N) i, n conqüència, amb ma difrnt. 3. El magni prnta n la naturala format pr tr iòtop: 5 6, i. Dtrmina la maa atòmica rlativa dl magni a partir d l ma iotòpiqu i l abundància rlativa d cadacun d ll n la naturala. Iòtop bundància (%) Maa rlativa 78,6 3,993 5,,99 6,9 5,99 Solució: La maa atòmica rlativa dl magni calcula tnint n compt l aportació d cadacun dl iòtop a la maa atòmica mitjana (qu é la qu accpta habitualmnt). Pr tant Fíica - n Batxillrat

Solució: Tnint n compt l qu hm indicat n l xrcici antrior Nom d proton d lctron d nutron (N) atòmic () màic Magni- 5 Magni-5 3 5 6 Magni-6 6 () Pr tant contatm qu l iòtop (àtom d un matix lmnt) ón

3 FÍSIC NUCLER 5 (%) r ( ) + (%) r ( ) + r ( ) 78,6 3,993 +,,99 +,9 5,99 6 (%) 3 r3 ( ),398. Calcula l quivalnt nrgètic d la unitat d maa atòmica ( uma u). Expra l rultat n joul (J) i n mgalctronvolt (MV). N kg,66-7 kg; rapida d la llum n l 6, Dad: u 3 buit c 3 8 m/;,6-9 C. Solució: Sgon l quació d Eintin qu rlaciona la maa (Δm) amb l nrgia (ΔE): ΔE Δm c Tnim qu E m c '66-7 kg (3 8 m/) '9 - J,9 - J V MV,6-9 J 6 93'8 MV V 5 5. El àtom d l iòtop dl magni tnn una maa atòmica rlativa d,99 uma. L ma dl protó, dl nutró i d l lctró ón, rpctivamnt, 7,,9 i,6 u. Compara la maa d l iòtop amb la maa total dl componnt d l àtom i calcula l dfct d maa. Solució: partir d la informació qu proporciona la notació d l iòtop magni-5 podm conclour qu: l nombr atòmic i l nombr màic 5. Pr tant tà format pr 5 proton ( 5), 5 lctron i N 5 3 nutron. Pr tant, la uma d l ma dl componnt d l iòtop quan tan parad é m p + m + ( ) m n (m p + m ) + N m n (,7 +,6) + 3,9,56 + 3,7 5,77 uma I comprovm qu é major qu la maa d l àtom d l iòtop (M,99 u). É a dir, la maa d'un núclid n rpò é mpr mnor qu la uma d l ma dl contitunt 3 Fíica - n Batxillrat

Solució: Sgon l quació d Eintin qu rlaciona la maa (Δm) amb l nrgia (ΔE): ΔE Δm c Tnim qu E m c '66-7 kg (3 8 m/) '9 - J,9 - J V MV,6-9 J 6 93'8 MV V 5 5.

4 FÍSIC NUCLER aïllat i n rpò qu l componn. quta difrència 'anomna dfct d maa ( m) d l'àtom m m p + ( - ) m n + m M 5,77,99,83 uma quta pèrdua d maa tranforma n nrgia gon l'quació E m c, nt c la rapida d la llum n l buit (c 3 8 m/) PU - P.3. (998) L ma atòmiqu dl B 9 i dl B ón 7,693 u i 9,83 u, rpctivamnt. Dtrminu quin é l mé tabl. Dad: Ma atòmiqu: n :,8665 u; H :,785 u. Solució: Pr abr quin é mé tabl hm d calcular l nrgia d nllaç pr nucló n cada ca. partir d Eb ( ) ubtituint l dad B Δm c Δm ( uma ) [ m + ( - ) m - M] p 93,9 MV / u n c E ( 7 b B ) 5,37 [,785 + ( 7 - ),8665-7,693 ] MV / nucló 7 nuclon uma 93,8 MV / uma i E ( 9 b B ) 6,6 [,785 + ( 9 - ),8665-9,83 ] MV / nucló 9 7 ixí donc, com E b ( B ) é major qu E b ( B l iòtop 9 nuclon uma 93,8 ) conclou qu é mé tabl 9 B MV / uma Fíica - n Batxillrat

PU - P.3. (998) L ma atòmiqu dl B 9 i dl B ón 7,693 u i 9,83 u, rpctivamnt. Dtrminu quin é l mé tabl. Dad: Ma atòmiqu: n :,8665 u; H :,785 u.

5 FÍSIC NUCLER 7. En la taula günt aparix informació obr l principal partícul involucrad n l proco nuclar natural i artificial Partícul a alfa bta poitró Símbo l α β - β + β Equivalènci a H Partícul a Símbo l Equivalència protó p H - dutró d H + triti t 3 H nutró n n nutrí Radiaci ó gamma ( γ ) ν ν 8. PU - Q.8. (997) Compltu l raccion nuclar günt: b) Np 93 9 U +... a) 5 Ca... + ν + Solució: Tnint n compt qu n l proco radioactiu han d conrvar l nombr d nuclon, la maa-nrgia, la càrrga, l momnt linal, a) partir d 5 Ca ν 5 tnim Ca ν pr tant d on 5 + (-) + d on É a dir, tracta dl núclid 5 5 (, l candi) Sc b) partir d Np 93 9 U +... tnim Np 93 9 U + pr tant + d on 5 Fíica - n Batxillrat

Partícul a Símbo l Equivalència protó p H - dutró d H + triti t 3 H nutró n n nutrí Radiaci ó gamma ( γ ) ν ν 8. PU - Q.8. (997) Compltu l raccion nuclar günt: b) Np 93 9 U +.

6 FÍSIC NUCLER d on É a dir, tracta d + (l poitró) 9. PU - P.. (-B) El 55 C té una vida mitjana d 3,8. Si partix d 6, µg, dmana: ) Quant nucli hi ha n aqut intant? ) Quant nucli hi haurà minut dpré? Quina rà l'activitat n aqut momnt? Dada: d'vogadro, N 6,3 3 mol - NOT: i é ncari pr roldr un xrcici abr la maa atòmica i no n la donn com a dada podm prndr com a valor aproximat l valor dl nombr màic. É clar qu mpr qu no iga aquta la rpota a l xrcici qu n plantgn. Solució: ) partir d maa nombr No maa molar mol 6, -6 g 6, 3 g / mol d' àtom m M N àtom / mol 3, àtom 3, nucli ) Pr calcular l nucli (N) qu hi haurà minut ( ) dpré mprarm la lli d la dintgració radioactiva N N o - λ t on λ é una contant anomnada contant d dintgració o contant radioactiva i t l tmp qu ha trancorrgut d d l intant inicial (quan t t o N N o ) 6 Fíica - n Batxillrat

Dada: d'vogadro, N 6,3 3 mol - NOT: i é ncari pr roldr un xrcici abr la maa atòmica i no n la donn com a dada podm prndr com a valor aproximat l valor dl nombr màic.

7 FÍSIC NUCLER Com la vida mitjana (τ) d'un nucli radioactiu tà rlacionada amb λ d la günt manra τ λ Tnim qu λ,37 τ 3,8 - Pr tant N N o - λt 3, 6 -,37 6, 3) Pr a calcular l activitat n aqut intant aplicarm l quació dn dt λ N nucli,37 6,,8 3 Bq (dintgracion/gon) 7 Fíica - n Batxillrat

o - λt 3, 6 -,37 6, 3) Pr a calcular l activitat n aqut intant

8 FÍSIC NUCLER. PU - P.5. (-B) En una xcavació arquològica 'ha trobat una tàtua d futa, nt l u contingut d C l 58 % dl qu tnn l fut actual d la zona. Sabnt qu l príod d midintgració dl d l'tàtua trobada. C é d 557 any, dtrminu l'antiguitat Solució: Com l C é radioactiu comparant l carboni- qu hi ha actualmnt (N) n l tàtua amb l carboni- qu tnn actualmnt (N o ) l fut d la zona podrm avaluar l antiguitat (t) d l tàtua. Emprarm la lli d la dintgració radioactiva N N o - λ t on λ é una contant anomnada contant d dintgració o contant radioactiva i t l tmp qu ha trancorrgut d d l intant inicial (quan t t o N N o ). La contant d dintgració radioactiva λ tà rlacionada amb l tmp n què un nombr d nucli rduix a la mitat (príod d midintgració o mivida, T) d la günt manra Pr tant ln '693 T λ λ ln '693 λ T di h any 365,5 h any dia 3,9 - - ixí donc, com (gon l nunciat) actualmnt 58 N No Tnim 58 N No No - λt D on,58 -λt Ln,58 - λ t Ln - λ t 3,9 - t É a dir -,55 3,9 - t I, pr tant t,38 38,5 any 8 Fíica - n Batxillrat

C é d 557 any, dtrminu l'antiguitat Solució: Com l C é radioactiu comparant l carboni- qu hi ha actualmnt (N) n l tàtua amb l carboni- qu tnn actualmnt (N o ) l fut d la zona podrm avaluar l

9 FÍSIC NUCLER 3. PU - Q.7. (997) Quan l Na bombardja amb dutron ( H ), 'mt una partícula α. Quin é l nombr atòmic i la maa atòmica (??, EL NOMBRE MÀSSIC) dl nucli rultant? Solució: Tnint n compt l qu hm dit n l antrior activitat i conidrant qu l ( 3 Na ) bombardja amb dutron ( H ) i mt una partícula alfa ( H ) podm plantjar l quació günt 3 Na H + H + Pr tant d on + + d on É a dir, tracta dl núclid (, l Nó) N 3. PU - Q.. (998) El nucli 5 P dintgra mtnt un lctró, 3 P 5 + -, dtrminu l valor d i dl nucli fill. Si la maa atòmica dl 3 5 P é 3,97398 u i l'nrgia cinètica d l'lctró é d,7 MV, calculu la maa dl nucli. Dada: u 93,8 MV/c Solució: partir d 3 P Tnim qu 3 + d on (-) d on 6 É a dir, tracta dl núclid 3 6 S (l ofr) Una dintgració nuclar pot r crita: Y + b on i Y ón l nucli inicial i final i b la partícula (o radiació) ma. Una dintgració é xonrgética i n lla allibra nrgia n forma d nrgia cinètica dl product d la dintgració i pr a dtrminar l u valor aplica l principi d conrvació d la maa-nrgia Q (M - M Y - M b ) c 9 Fíica - n Batxillrat

+ + d on É a dir, tracta dl núclid (, l Nó) N 3. PU - Q.. (998) El nucli 5 P dintgra mtnt un lctró, 3 P 5 + -, dtrminu l valor d i dl nucli fill.

10 FÍSIC NUCLER En aqut ca M M P (nucli par); M Y M S (nucli fill) i M b M (upom mnyprabl la maa d l lctró). Si upom també qu l nucli fill no té nrgia cinètica, tnim qu l nrgia qu allibra n l procé ho fa n forma d nrgia cinètica d l lctró, é a dir Q,7 MV. Pr tant Q (M - M Y - M b ) c Q (M P - M S ) c Q (MV) (M P - M S ) (uma) MV 93,8 c c uma D on,7 MV (3,97398 M S ) (uma) 93,8 (MV/uma) M S 3,977 uma 3. PU - Q.. (999) Quina é l'nrgia, xprada n V, qu 'allibra n la günt racció d fuió? 3 H + 3 H - H + n Ma atòmiqu: H : 3, 69 Dada: u quival a 93,5 MV 3 u; H :, 63 u u ; n :, 8665 Solució: Una racció nuclar pot r rprntada pr l quació + a Y + b o amb la notació (a, b) Y, on i Y ón l nucli inicial i final, a l projctil i b la partícula o nucli mé. Una racció nuclar pot r xonrgètica i n lla 'allibra nrgia, ndonrgètica quan 'aborbix i làtica i no hi ha variació d'nrgia i l partícul ón l matix. L nrgia allibrada aparix n forma d'nrgia cinètica dl product d la racció (o miió d nrgia) i pr a dtrminar l u valor 'aplica l principi d conrvació d la maa-nrgia Q (M + M a - M Y - M b ) c i quan: Q > (xonrgètiqu), Q < (ndonrgètiqu). En aqut ca M M a M ( 3 H ) 3,69 M Y M ( H ),63 u M b M ( n ),8665 u Fíica - n Batxillrat

Pr tant Q (M - M Y - M b ) c Q (M P - M S ) c Q (MV) (M P - M S ) (uma) MV 93,8 c c uma D on,7 MV (3,97398 M S ) (uma) 93,8 (MV/uma) M S 3,977 uma 3. PU - Q.

11 FÍSIC NUCLER Pr tant Q (MV) (M H + M H M H - M n ) (uma) MV 93,5 c c uma É a dir Q (MV) (3,69 +3,69,63,8665) 93,5,33 MV,33 MV 6 V,33 7 V MV E tracta, pr tant, d una racció xonrgètica, ja qu allibra nrgia prquè la maa total dl product é mnor qu la maa total inicial. É aquta diminució d maa la qu jutifica l nrgia allibrada ( E m c ) 35. PU - P. (996) Durant l procé d fiió d'un nucli d 9 U pr un nutró lliurn 98 MV. Calculu l'nrgia lliurada n fiionar- compltamnt kg d'urani. Solució: Com abm l nrgia qu allibra quan fiiona un nucli d urani, pr abr l nrgia qu allibra n fiionar- kg d urani haurm d calcular quant nucli (àtom) hi ha n aquta maa d urani. partir d No maa maa nombr d' àtom m molar mol M g 6, 3 àtom / mol 35 g / mol N,56 àtom Pr tant, l nrgia total allibrada rà 98 MV E,56 àtom d' urani -3 6,6 J 5,7 MV MV àtom d' urani 3 6,6 J 6 5,7 MV Fíica - n Batxillrat

(996) Durant l procé d fiió d'un nucli d 9 U pr un nutró lliurn 98 MV. Calculu l'nrgia lliurada n fiionar- compltamnt kg d'urani.

Documentos relacionados

FÍSICA NUCLEAR - CUESTIONES Y EJERCICIOS

FÍSICA NUCLEAR - CUESTIONES Y EJERCICIOS I.E.S BERIZ DE SUBI Dpto. Fíica y Quíica FÍSIC UCLER - CUESIOES Y EJERCICIOS PROBLEMS. Dtrina l núro atóico y l núro áico d cada uno d lo iótopo qu 8 rultará dl U al itir ucivant 9 do partícula alfa y