Question

4. Dada la reacción nuclear:

a) Calcule la energía liberada en el proceso por cada núcleo de litio que reacciona.

b) El litio presenta dos isótopos estables, 63Li y 7 3Li. Razone cuál de los dos es más estable.

c = 3·108 m s-1 ; u = 1,67·10–27 kg ; m( 73Li) = 7,016005 u ; m( 63Li )= 6,015123 u;
m( 42He ) = 4,002603 u ; m ( 1 1H)= 1,007825 u ; m( 10n) = 1,008665 u

Prueba de Selectividad, Andalucia, Septiembre 2015-2016 (Suplementario) FISICA

Answer 1

a) Calcule la energía liberada en el proceso por cada núcleo de litio que reacciona.

 

Para resolver este problema hay que determinar el defecto de masa presente.

 

Masa de reactivos = 7,016005 u + 1,007825 u = 8,02383 u

 

Masa de productos = 2*(4,002603 u) = 8,005206 u

 

Defecto de masa = Masa de reactivos – Masa de productos

 

Defecto de masa = 8,02383 u - 8,005206 u

 

Defecto de masa = 0,018624 u

 

Se transforma el defecto de masa a kg:

 

Defecto de masa = 0,018624 u * 1,67*10^-27 kg/u

 

Defecto de masa = 3,11*10^-29 kg

 

Ahora se aplica la ecuación de Einstein para determinar la cantidad de energía liberada por cada núcleo de litio que reacciona:

 

E = m*c^2

 

Dónde:

 

E es la energía liberada.

 

m es la masa.

 

c es la velocidad de la luz.

 

Datos:

 

m = 3,11*10^-29 kg

 

c = 3*10^8 m/s

 

Sustituyendo:

 

E = (3,11*10^-29)*(3*10^8)^2

 

E = 2,8*10^-12 J

 

b) El litio presenta dos isótopos estables, (6 – 3)Li y (7 – 3)Li. Razone cuál de los dos es más estable.

 

La curva de la estabilidad nuclear (que es posible encontrar en la imagen adjunta) especifica que en la línea que bisecta el cuadrante se encuentran los núcleos que poseen igual número de neutrones que de protones, pero por el contrario los núcleos que poseen un mayor número de neutrones que de protones se encuentran en la curva por encima de la bisectriz.

 

El aumento de neutrones en el núcleo aumenta por consecuencia su estabilidad debido a que gracias al exceso de neutrones se produce una disminución en la repulsión eléctrica que ocurre en los protones.

 

PRUEBA DE SELECTIVIDAD ANDALUCIA CONVOCATORIA SEPTIEMBRE (SUPLEMENTARIO) 2015-2016 FÍSICA.