Question

Um próton (massa de repouso 1,6727 x 10-27 kg) e um nêutron (massa de repouso 1,6749 x 10-27 kg) podem se combinar formando um dêuteron (massa de repouso 3,3437 x 10-27 kg). a) Qual a energia liberada nessa reação ? b) Qual seria a potência de uma usina nuclear que produz 1000 moles de dêuterons por hora

Answer 1

A massa sempre se conserva, se desaparece massa temos a conversão de massa em energia e se aparece, temos a conversão de energia em massa pela equação:

E= m c^2

Seja P o próton, N o nêutron e D o deutério e M a massa equivalente em energia:
Omitindo as potências:
P + N = D + M
1,6727 + 1,6749 = 3,3437 + M
M = 0,0039 x 10^(-27) kg

Usando a relação da relativade de Einstein:
E =  0,0039 x 10^(-27) . (3 x 10^8)^2
E = 3,51 x 10^(14) Joules

Sabendo que 1 átomo libera 3,51 x 10^(14) Joules, 1 mol tem 6,02 x 10^(23) átomos basta fazer:

3,51 x 10^(14) Joules . 6,02 x 10^(23) . 1000 = 2,11302 x 10 ^(41) J
Que é a produção de energia de uma suposta usina nuclear.