10. Вычисли энергию, выделившуюся при образовании 1 кг атомных ядер кислорода 12 8 О из свободных нуклонов. Масса ядра изотопа углерода равна тя = 12,034405 а. е. м. Масса свободного протона равна тр = 1,00728 а. е. м. Масса свободного нейтрона равна тп = 1,00866 а. е. м. Скорость света в вакууме с=3-10 м/с. (Ответ округли до сотых * 1024 Дж)

Решение:

1. Шаг 1: Определяем количество протонов и нейтронов в ядре кислорода-12:
   • Число протонов (Z) = 8
   • Число нейтронов (N) = A - Z = 12 - 8 = 4
2. Шаг 2: Вычисляем суммарную массу свободных нуклонов: \[m_{\text{нуклонов}} = Z \cdot m_p + N \cdot m_n\] \[m_{\text{нуклонов}} = 8 \cdot 1.00728 + 4 \cdot 1.00866 = 8.05824 + 4.03464 = 12.09288 \text{ а. е. м.}\]
3. Шаг 3: Вычисляем дефект массы ядра: \[\Delta m = m_{\text{нуклонов}} - m_{\text{ядра}}\] \[\Delta m = 12.09288 - 12.034405 = 0.058475 \text{ а. е. м.}\]
4. Шаг 4: Переводим дефект массы в килограммы, используя переводной коэффициент: \(1 \text{ а. е. м.} = 1.66054 \times 10^{-27} \text{ кг}\) \[\Delta m_{\text{кг}} = 0.058475 \cdot 1.66054 \times 10^{-27} = 9.709 \times 10^{-29} \text{ кг/ядро}\]
5. Шаг 5: Определяем количество ядер в 1 кг кислорода: \[N_{\text{ядер}} = \frac{1 \text{ кг}}{m_{\text{одного ядра}}}\] Масса одного ядра кислорода-12 (в кг): \[m_{\text{одного ядра}} = 12 \cdot 1.66054 \times 10^{-27} = 1.9926 \times 10^{-26} \text{ кг}\] \[N_{\text{ядер}} = \frac{1}{1.9926 \times 10^{-26}} = 5.018 \times 10^{25} \text{ ядер}\]
6. Шаг 6: Вычисляем полную энергию, выделившуюся при образовании 1 кг ядер кислорода: \[E_{\text{полная}} = \Delta m_{\text{кг}} \cdot c^2 \cdot N_{\text{ядер}}\] \[E_{\text{полная}} = 9.709 \times 10^{-29} \cdot (3 \times 10^8)^2 \cdot 5.018 \times 10^{25} = 4.38 \times 10^{15} = 438 \times 10^{13} = 43.8 * 10^{14} \text{ Дж}\]

Ответ: 43,80 * 10¹⁴ Дж (округлено до сотых)