Exercice Transformation nucléaire

Publié le 1 juin 2020 il y a 1A par souhilkhoumani - Fin › 4 juin 2020 dans 1A
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Sujet du devoir

L'eau de mer contient du deutérium, isotope de l'hydro-gène. On estime la concentration en masse en deutérium de l'eau de mer à 32,4 mg•L-¹. Le noyau de deutérium ²₁H est le réactif d'une transforma-tion, dite « de fusion », modélisée par l'équation : 

 ²₁H + ³₁H —> ⁴₂He + ¹₀n 

L'énergie libérée par cette réaction de fusion d'un noyau de deutérium avec un noyau de tritium est égale à 2,82 x 10-¹² J. 

Énoncé compact 
• Discuter l'affirmation suivante : « La fusion du deutérium, contenu dans 1,0 L d'eau de mer, avec du tritium, produirait autant d'énergie que la combustion de 800 L d'essence. » 

Énoncé détaillé

1. Calculer le nombre de noyaux de deutérium dans 1,0 L d'eau de mer. 

2. En déduire l'énergie qui serait libérée par la transfor-mation nucléaire du deutérium contenu dans 1,0 L d'eau de mer. 

3. Calculer l'énergie libérée lors de la combustion de 800 L d'essence. 

4. Discuter l'affirmation suivante : « La fusion du deuté-rium, contenu dans 1,0 L d'eau de mer, avec du tritium, produirait autant d'énergie que la combustion de 800 L d'essence. » 

 

Données 

- Masse mD d'un atome de deutérium : mD = 3,34 * 10**-27 kg.

-Energie libérée lors de la combustion d'un litre d'essence : Ecomb = 3,5 * 10**7 J.

Où j'en suis dans mon devoir

Sa fait 30 min que je galère sur cette exercice, j'ai vraiment besoin d'aide s'il vous plait!!! Merci d'avance :)




1 commentaire pour ce devoir


Anonyme
Anonyme
Posté le 2 juin 2020

Bonjour

1) Dans 1L d'eau de mer il y a 32.4mg soit 32.4x10^(-3) g de deutérium

Dans un noyau de deutérium il y a 3 nucléons, soit 3 fois plus de nucléons que dans un atome d'hydrogène dont la masse molaire (masse de 6.02x10^23 atomes) vaut 1g

La masse d'un nucléon en grammes est donc de 1/(6.02x10^23) g

La masse du noyau de deutérium est donc de 3/(6.02x10^23) g

Le nombre de noyaux de deutérium dans 1L d'eau de mer est donc de 32.4x10^(-3)/résultat du calcul précédent

Je te laisse faire les calculs

Pour le 2 il suffit de multiplier l'énergie de fusion par le nombre de noyaux (attention, il faut 2 noyaux pour réaliser la fusion)

Pour le 3 : connaissant l'énergie libérée par la combustion d'1L d'essence il est facile de la calculer pour 800L

Comparer ensuite les 2 résultats


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