Fysik

Fysik-opgave - 3.g

01. september 2005 af Anna18 (Slettet)

Hej

Solens luminositet er:

L-nul=3,826*10^26 W

a) Hvor meget masse omdannes der hvert sekund til energi i solen?

Er dette korrekt:

delta-E=(L-nul)*t=3,826*10^26 W * 1 s=3.826*10^26 J = 3,826*10^26 J * 1/(1,602*10^-19 J) = 2,388*10^45 eV = 2,388*10^39 MeV

delta-m=(delta-E)/c^2=2,56*10^36 u

Brugbart svar (0)

Svar #1
01. september 2005 af QaZZaQ

Det ser rigtigt nok ud, men er der en grund til at du angiver det i unit? Ville det ikke være mere oplagt at angive det i kilogram eller tons?

Svar #2
01. september 2005 af Anna18 (Slettet)

jo det har du egentlig ret i.
Tror bare jeg gjorde det fordi i alle de andre opgaver vi har regnet, har vi regnet med unit...

I kg bliver mit resultat:

4257068921,64 kg

Svar #3
01. september 2005 af Anna18 (Slettet)

Der er også en opgave mere i denne opgave. Den lyder:

Hvor mange He-4 atomer dannes der hvert sekund i solens indre?

Jeg tror jeg har en idé til hvordan jeg skal gøre:

4 H-1 --> He-4 + 2 e+ (positron) + 2v(lepton) + 2 y(gamma)

(m-H, dvs. massen af H)
(m-e, dvs. massen af en elektron)

m-før=4*x*(m-H - m-e)
m-efter=x*(m-He - 2*(m-e))

og så sige:
delta-m=(m-efter)-(m-før)
og så isolere x

men jeg er lidt i tvivl om mit m-efter er korrekt... for hvis jeg regner det får jeg en negativ antal He-4 atomer...

Brugbart svar (0)

Svar #4
01. september 2005 af QaZZaQ

-delta-m=x*(m-He - 2*(m-e))-4*x*(m-H - m-e)
Delta-m, som du fandt i din tidligere opgave er tilvæksten af masse, men du mister jo rent faktsik masse!

Svar #5
01. september 2005 af Anna18 (Slettet)

hmm..okay..

men m-efter er korrekt eller hvad..?
positronerne skal ikke regnes med..?

Brugbart svar (0)

Svar #6
01. september 2005 af QaZZaQ

nej positronerne skal ikke medregnes massen for m-efter. De vil annihilere med frie elektroner og blive omdannet til gammastråling. Så de er en del af den energi du får ud af processen.

Der dannes ~9.67E37 helium atomer pr. sek.....
Så kan du jo også regne ud, hvor mange Brint atomer der forbrændes pr. s, og da solen består af ~73% brint, og solens masse er 2E30kg, kan du jo også regne ud hvornår solen løber tør for brændstof i form af brint.

Brugbart svar (0)

Svar #7
01. september 2005 af QaZZaQ

Solen kan kun fusionere i kernen, og solens luminositet vil stige en smule, så der er kun godt 1/10 af den tid du udregner tilbage.
t~7 mia. år

Svar #8
05. september 2005 af Anna18 (Slettet)

Lige lidt flere spørgsmål :O)

#4
Hvorfor skal det være -delta-m? (og ikke bare delta-m)
???

Jeg får x=9,28

Dvs. der dannes 9,28 He-4 atomer hvert sekund.

Er det korrekt?

Svar #9
05. september 2005 af Anna18 (Slettet)

hov.. jeg mente selvfølgelig:

9,28*10^37

Kan min afvigelse fra dit resultat i #6 skyldes anderledes afrunding, eller...?

Brugbart svar (0)

Svar #10
05. september 2005 af QaZZaQ

delta_m; solens ændring i masse.
Dette regnede du ud i starten, og det var altså massen som den mistede. (pr sek.) Så m_før-m_efter er en positiv størrelse, og m-efter - m-før er en negativ størrelse.
-Delta-m=(m-efter)-(m-før).

-Delta-m = x*m_He-4*x*m_H

Og det er jo kun kernemasserne, og ikke masserne af hele atomet, da elektronerne går ud.
m_H=massen af en proton=1.00727647u
m_He=massen af en alfapartikel=4.0026032u

x=-Delta_m /(m_He-4*m_H)=9.66E37

Svar #11
05. september 2005 af Anna18 (Slettet)

hmm.. jeg kan ikke lige få dine tal til at passe. Hvad mener du med at elektronerne går ud? For der er da 4 elektroner før og efter er der kun 2..(for positronerne sku jo ik regnes med..?)

Nu skriver jeg lige det hele:

m-før=4*x*(1.00782504 u - 1me)=4*x*1.00727646 u

m-efter=x*(4.002603 u -2me)=x*4.00150608 u

-delta_m=m_efter - m_før
<=>
-2.56*10^36 u = x*4.00150608 u - 4*x*1.00727646 u
<=>
x=9.28*10^37

Brugbart svar (0)

Svar #12
05. september 2005 af QaZZaQ

Ja, jeg har måske formuleret mig lidt kryptisk. elektroner går ikke ud, de kommer slet ikke ind, så at sige. I kernen er temperaturen godt 15 mio. grader, og elektronerne er ikke bundet til atomkernerne. Det vi betragter er kerneprocesser, hvor 4 brintkerner fusionerer sammen til en heliumkerne, også kaldet en alfapartikel.
ladningen af 4 protoner er +4, og ladningen af en heliumkerne er +2, derfor må der også blive dannet 2 positroner ladningen er bevaret.
Positronerne ender også som energi da de vil annihilere med de frie elektroner.
Derfor skal du ikke medregne elektronmasserne.
Bindingsenergien for en enkelt proces udregnes således til at være Q=Delta_m*951.5, hvor Delta_m=m_He-4*m_H
=> Q=24,69MeV.
Dette resultat kan du få bekræftet ved at kigge på http://www2001119.thinkquest.dk

Brugbart svar (0)

Svar #13
05. september 2005 af QaZZaQ

Q=Delta_m*931.5

Svar #14
05. september 2005 af Anna18 (Slettet)

hmm.. Er ikke helt sikker på at jeg kan følge dig..

Udfra dine tal kan jeg se at du har medregnet elektronmasserne for m_før:
Du har skrevet: 4*x*1.00727647

Og det er det samme tal som jeg får:
m_før=4*x*(1.00782504 u - 1me)=4*x*1.00727646 u

men i m_efter har du ikke medregnet elektronmasserne... Hvordan kan man regne med elektronmaserne før og ikke efter?

Svar #15
05. september 2005 af Anna18 (Slettet)

Hvad mener du med
Q=Delta_m*931,5
Skal jeg bruge det til noget i opgaven?

Brugbart svar (0)

Svar #16
05. september 2005 af QaZZaQ

#14
Jeg har nu ikke regnet elektronmasserne med i m-før.
Massen af en proton er 1.00727647
#13
Q=Delta_m*931,5
Dette skal du ikke nødvendigvis bruge, det var bare for at du kunne verificere at det er rigtig nok, at du ikke skal medregne elektronmasserne. Hvis du ikke gør det, får du nemlig samme bindingsenergi som på hjemmesiden.

Brugbart svar (0)

Svar #17
05. september 2005 af QaZZaQ

Ok, jeg tror egentlig vi måske har misforstået hinanden.
Du skriver at du finder m-før som m_før=4*x*(1.00782504 u - 1me)=4*x*1.00727646 u
Men her regner du jo netop heller ikke elektronmassen med, idet du trækker den fra. Du har slået atommassen op, og for at finde kernemassen, skal du trække en elektronmasse fra.
Jeg har bare slået kernemassen op (massen af en proton).

Hvis du slår atommassen af helium op, skal du også trække elektronerne fra.
En heliumkerne vejer m_he=4.0026032u

Svar #18
06. september 2005 af Anna18 (Slettet)

Hmm.. Kan stadig ikk rigtig få dine tal til at passe med mine.

Du skriver at en heliumkerne vejer m_he=4.0026032u

Dvs. her er det kun vægten af kernen, dvs. elektronerne er trukket fra.

Men når jeg slår op i min databog så får jeg at atommassen er 4.002603 u, og det er jo det sammme som din kernemasse, men det kan jo ikke passe, for jeg har jo endnu ikke trukket vægten af 2 elektroner fra mit tal...!!??

Brugbart svar (0)

Svar #19
06. september 2005 af QaZZaQ

Nu sidder jeg ikke lige med sådan en databog, men har slået alfapartiklens masse op andetsteds. Dog ser jeg når jeg kigger rundt på nettet, at der er opgivet lidt forskellige værdier af heliums masse. Så om mit opslag er forkert eller hvad, skal jeg ikke kunne sige; men du bør selvfølgelig bruge dine egne opslag.

Svar #20
06. september 2005 af Anna18 (Slettet)

okay.. bare i orden..!!
Mange tak for hjælpen! :O)

Skriv et svar til: Fysik-opgave - 3.g

Du skal være logget ind, for at skrive et svar til dette spørgsmål. Klik her for at logge ind.
Har du ikke en bruger på Studieportalen.dk? Klik her for at oprette en bruger.