A8. Записана ядерная реакция, в скобках указаны атомные массы (в а.е.м.) участвующих в ней частиц. \( \ce{^7Li} + \ce{^1H} \rightarrow \ce{^8Be} + \ce{^1n} \) (7,016) (2,0141) (8,0053) (1,0087) Выделяется или поглощается энергия в этой реакции?

Решение:

Чтобы определить, выделяется или поглощается энергия в ядерной реакции, нужно сравнить суммарную массу исходных частиц (реагентов) и суммарную массу продуктов реакции.

1. Суммарная масса реагентов:

Масса лития \( m_{\ce{^7Li}} = 7,016 \text{ а.е.м.} \)

Масса водорода (протона) \( m_{\ce{^1H}} = 2,0141 \text{ а.е.м.} \) (обратите внимание, что в реакции используется \( \ce{^1H} \), но атомная масса указана для \( \ce{^2H} \) — дейтерия. По условию, будем использовать указанные числа).

Суммарная масса реагентов: \( m_{\text{реагенты}} = m_{\ce{^7Li}} + m_{\ce{^1H}} = 7,016 + 2,0141 = 9,0301 \text{ а.е.м.} \).

2. Суммарная масса продуктов реакции:

Масса бериллия \( m_{\ce{^8Be}} = 8,0053 \text{ а.е.м.} \)

Масса нейтрона \( m_{\ce{^1n}} = 1,0087 \text{ а.е.м.} \)

Суммарная масса продуктов: \( m_{\text{продукты}} = m_{\ce{^8Be}} + m_{\ce{^1n}} = 8,0053 + 1,0087 = 9,0140 \text{ а.е.м.} \).

3. Сравнение масс:

Сравнивая массы, видим, что суммарная масса реагентов (9,0301 а.е.м.) больше, чем суммарная масса продуктов (9,0140 а.е.м.).

\( m_{\text{реагенты}} > m_{\text{продукты}} \).

Разница в массе \( \Delta m = m_{\text{реагенты}} - m_{\text{продукты}} = 9,0301 - 9,0140 = 0,0161 \text{ а.е.м.} \).

Согласно соотношению Эйнштейна \( E = mc^2 \), потеря массы преобразуется в энергию. Так как масса уменьшилась, энергия выделяется.

Вывод:

Так как сумма масс ядер, вступивших в реакцию, больше, чем сумма масс ядер, образующихся в результате реакции, происходит выделение энергии.

Ответ: 2) Выделяется, так как сумма масс ядер, вступивших в реакцию, больше, чем сумма масс ядер, образующихся в результате реакции