咋一上来就玩核聚变了……
【其中,碳循环是贝蒂在1938年提出的,碳循环反应过程如图所示。】
【图中p、 e和en分别表示质子、正电子和电子型中微子】
李峥逐渐慌乱起来,顺便看图。
那是一张由碳-12,氮-13,未知物Y,氮-14,未知物X,氮-15,六种物质组成的环状循环图,首尾相连,解释了太阳内部的碳循环过程。
其间,每个步骤伴随着质子、电子以及中微子的进出。
明明是物理过程。
李峥却品出了化学成环的味道。
他吓得晃了晃脑袋。
不好,化学中毒太深了。
GTMD周成环。
将周成环的笑脸挥去后,他继续审题。
越审越慌。
题面最后已经变成了这种东西——
【已知 e、p和He核的质量分别为0.511 MeV/c2、1.0078 u和4.0026 u(1u≈931.494 MeV/c2)】
【(1)写出X与Y代表的核素。】
【(2)写出一个碳循环中,所有的核反应方程式】
【(3)计算完成一个碳循环过程,释放的能量】
审题结束的李峥,难免有些呆滞。
这真的是高中生该探讨的问题么?
物竞预赛题和复赛题之间的跨度,也太恐怖了吧?
稳住,稳住。
虽然这种题型从没见过。
但既然处在这里,凭借自己现在的物理知识应该是有解的。
仔细看图……
虽然恐怖,但其过程无非是质子、电子和中微子的进出。
每种物质,无非也是由这些东西组成的。
想到这些,李峥曾经苦啃的无数化学知识也冒了出来,尤其是《物理化学》部分。
只要根据步骤,推算出X与Y的质子、电子和中微子情况,即可进行元素推断。
顺着图示循环,李峥首先看到了Y,Y在加入一个质子后,变成了氮-14。
氮-14是由7个质子和7个中子组成的,也就是说,Y比氮-14少一个质子。
也就是说Y的质子数为6。
到这里,瞬间变成了初中化学。
质子数决定了元素种类,质子数6对应的只能是碳了。
此外,除了6个质子外,Y还有7个中子。
因此,Y=碳-13。
做到这里,李峥连眼儿都没瞪。
呵!
也只是看起来比较可怕罢了。
稳住去做,手到擒来么。
顺着这个方法,他也轻松得出了X为氧-15。
第一问迎刃而解,洞悉了整个碳循环后。
第二问要求写出的核反应方程式,也逐渐成为了送分题。
那么,难点也只剩下第三问,计算整个过程的能量释放了。
瞅瞅这道题,充满了质子和中微子的进进出出,让你计算释放的能量。
这还用想?
爱因斯坦的爆炸头都压不住了。
E=mc2招呼上。
(释放能量=质量X光速的平方)
只需要算出损失物质的总质量m就好了。
纵览全图,总共损失了4个质子、一个氦-4,以及两个正电子。
此时再扫向“0.511 MeV/c2”、“1.0078 u和4.0026 u”这些恐怖的数字。
这不把质量都给出来了吗。
为了方便计算,连光速的平方都帮你放在分母上了。
至于MeV,是一个能量单位,代表的是兆电子伏特(ev),纯粹是个单位,不用管。
因此,只需在答题纸上列出算式,而后打开计算器,啪啪啪一通便可得出最终答案——
25.619 MeV。
哇!
太阳内部的核反应解开了。
这便是一个碳原子循环聚变的一生!
遥想着太阳内部,一颗普通的碳原子,已经重复了这个过程,长达46亿年。
李峥不禁心潮澎湃。
同时,他又默默闭眼。
且听风吟。
回来了。
学习之妙。
物理之爽。
全部都回来了。
这就是我的本命物理。
再恐怖的题面也不要怕。
勇敢的面对它。
就算是林逾静,也屠给你看。