Fysik

Fysik Opgaver (kernefysik)

01. februar 2011 af WHiP (Slettet) - Niveau: B-niveau

God aften SP
Jeg har en række fysik opgaver jeg gerne vil have læste korrektur på (Altså har jeg gjort det rigtigt)
1.
Visse brandalarmer indeholder americiumisotopen Am-241, som har en halveringstid på 433 år. Vi forestiller os, at kilden indeholder 2,9*10^-7g Am-241.

A
Beregn henfaldskonstanten k for Am-241
K=ln(2)/433*(3,156*10^7s)=> k=5,1*10^-11 s^-1

B
Beregn antallet af Am-241-kerner i kilden
N=((2,9*10^-7g)/241g/mol)*(6,02214*10^23 mol^-1) => N=7,25*10^14

C
Beregn kildens aktivitet
A=(5,1*10^-11 s^-1)*(7,25*10^14) => A=36,8KBq

D
Hvor stor er aktiviteten efter 25år?
A=36756Bq*e^25år/433år => A=35KBq

2
Halveringstiden af carbon-14 er 5730 år.
A

Begrund at den tilbageværende brøkdel b i procent kan beskrives ved formlen:
b=100%*(1/2)^t/5730

Det kan man fordi b findes i enheder af halveringstiden. Dvs. når t=5730 så er grundtallet 0,5^1 hvilket vil sige b=50%. Tilsvarende hvis t er dobbelt så stor som halveringstiden så er grundtallet 0,5^2 hvilket vil sige b=25%

B
Ved hvilken tid t er er A=92%

92%=100%*(1/2)^t/5730år => t=689år

3
A
Beregn din egen massenergi. Sammenlign med Danmarks årlige energiforbrug som er 800PJ.

Det er 4 år siden jeg sidst har vejet mig men jeg skyder på jeg vejer 56kg (jeg tjekker senere :D)
E=56kg*299792458^2 m/s =>E=5 EJ
Sammenlignet med Danmarks årlige energiforbrug:
5033PJ/800PJ *100=629%

4
A
Beregn massedefekten for Mg-24

Jeg har brugt en databog til at finde M_atom(Mg-24) som er 23,985
M_kerne(Mg-24)=23,985u-12*(5,485*10^-4u) => M_kerne(Mg-24)=23,978
M_defekt(Mg-24)=12*1,00727647u+12*1,0086649u-23,978u => M_defekt(Mg-24)=0,21u


B
Beregn bindinsenergien for Mg-24

E_bind=((1,66054*10^-27kg)*0,21u)*299792458^2 m/s => E_bind=3*10^-11 J

5
I solen bliver masseenergi omdannet til strålingsenergi. Energiomdannelsen sker i forskellige fusionsprocesser, der kan sammenfattes i følgende proces:
4 H-1 -> He-4 + 2 e + 2 v
Solen udstråler effekten 3,9*10^26W
A
Find de indgående kerners atommasser og beregn den samlede masseenergi i begyndelses- og i sluttilstanden

M_start= (1,66054*10^-27kg)*(4*1,00782504u) => M_start=6,69*10^-27kg
E_start=(6,69*10^-27kg)*299792458^2 m/s => E_start=6*10^-10 J
M_slut=(1,66054*10^-27kg)*(4,002603u+2*(5,485*10^-4u)) => M_slut=6,65*10^-27kg
E_slut= (6,65*10^-27kg)*299792458^2 m/s => E_slut=5,98*10^-10 J

B
Beregn massetabet i processen.

Massetabet går jeg ud fra er massen før minus den totale masse efter
M_tab=6,69*10^-27kg – 6,65*10^-27kg => M_tab=4,58*10^-29kg

C
Beregn Q-værdien for én proces. Angiv resultatet i J.

Jeg har været lidt i tvivl om den her så jeg gættet på et eksempel på én proces er den kinetiske energi ved Hydrogen minus den kinetiske energi for dannelsen af Helium.
E_He=((1,66054*10^-27kg)*4,002603u)*299792458^2 m/s => E_He=5,97*10^-10 J
Q_H->He=6*10^-10J – 5,97*10^-10 J => Q_H->He=4,28*10^-12J

D
Beregn antallet af fusionsprocesser pr. sekund.

Min fysik lære sagde jeg skulle tage udgangspunkt i solens effekt. Af det jeg har forstået så skal jeg se på forholdet mellem Q og solens effekt.
4,28*10^-10J/3,9*10^26W =>1*10^-38 processer pr. sekund.

Jeg håber der er nogen der har tid til at kigge det igennem og vil fortælle mig hvad jeg har gjort forkert og hvad jeg skulle have gjort
Endnu engang tak
 


Brugbart svar (0)

Svar #1
21. oktober 2017 af Forrestgirl (Slettet)

Hej jeg har lige nogle spørgsmål til de opgave du har lavet. Altså der er mange af opgaverne, jeg ikke kan se hvor du lige får tal og formler fra?? 

Blandt i din opgave 1 a, b,c og d der trækker du nogle tal ind formlerne, som jeg ikke kan se hvor du får dem fra??? 

Og i opgave 3a. Der kan jeg heller ikke se hvad du ganger din vægt med for at finde masse energien? 

Så det ville været en bedre hjælp hvis jeg lige kan få svar på hvor du får de forskellige tal fra til dine udregninger i opgave 1 a,b,c og d og opgave 3a  


Skriv et svar til: Fysik Opgaver (kernefysik)

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.