Термоядерные реакции − реакции слияния (синтеза) лёгких ядер, протекающие при высоких температурах. Эти реакции обычно идут с выделением энергии, поскольку в образовавшемся в результате слияния более тяжёлом ядре нуклоны связаны сильнее, т.е. имеют, в среднем, бoльшую энергию связи, чем в исходных сливающихся ядрах. Избыточная суммарная энергия связи нуклонов при этом освобождается в виде кинетической энергии продуктов реакции. Название “термоядерные реакции” отражает тот факт, что эти реакции идут при высоких температурах (>107–108 К), поскольку для слияния лёгкие ядра должны сблизиться до расстояний, равных радиусу действия ядерных сил притяжения, т.е. до расстояний ≈10-13 см. А вне зоны действия этих сил положительно заряженные ядра испытывают кулоновское отталкивание. Преодолеть это отталкивание могут лишь ядра, летящие навстречу друг другу с большими скоростями, т.е. входящие в состав сильно нагретых сред, либо специально ускоренные.
Дано:
m₁ = 138 г = 0,138 кг - масса олова
t₁ = 21°C - начальная температура олова
t₂ = 232°C - температура плавления олова
с₁ = 250 Дж/(кг·град) - удельная теплоёмкость олова
λ₁ = 0,59·10⁵ Дж/кг - удельная теплота плавления олова
m₂ = 13 г = 0,013 кг - масса бензина
q₂ = 47·10⁶ Дж/кг - удельная теплота сгорания бензина
Найти:
ΔQ - потери энергии при плавлении олова
Энергия, затраченная на нагревание и плавление олова
Q₁ = с₁m₁(t₂ - t₁) + λ₁m₁ = 250 · 0.138 · (232 - 21) + 0,59·10⁵ · 0.138 =
= 7279,5 + 8142 = 15421.5 (Дж)
Энергия, выделившаяся при сгорании бензина
Q₂ = q₂m₂ = 47·10⁶ · 0.013 = 611 000 (Дж)
Потери энергии
ΔQ = Q₂ - Q₁ = 611 000 - 15421,5 = 595 578.5 (Дж) ≈ 595.6 кДж
Потери энергии составили 595,6 кДж