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Physique nucléaire , durée de vie du soleil
Le soleil contient essentiellement de l'hydrogène et de l'hélium. Sa principale source d'énergie est pour l'heure la fusion de l'hydrogène en hélium. Cette réaction a comme équation : 4H ( A=1 ; Z=1 ) --> He ( A=A ; Z=2 ) + 2e ( A=O ; Z=1 )
1. Calculer en joule la valeur de l'énergie libérée lors de la production d'un noyau d'hélium 4 par fusion de l'hydrogène
2. La puissance rayonnée par le soleil est 3,9.10puissance 26 W. Combien de noyaux d'hélium sont crées chaque seconde pour assurer cette puissance ? On rappelle que 1 W = 1 J.s puissance -1
3. Le soleil a une masse d'environ 2,0.10 puissance 30kg. En considérant qu'il est uniquement consitué d'hydrogène et que la fusion de l'hydrogène continuera au même rythme, combien de temps, en théorie, le soleil pourra-t-il rayonner son énergie puisée dans la fusion nucléaire ?
Pouvez-vous m'aider s'il vous plaît
, je connais la méthode pour calculer l'énergie libérée mais je n'arrive pas a l'utiliser , merci d'avance pour vos réponses !
Salut,
1)
Je ne connais plus la formule mais ça doit être quelque chose du genre:
E = énergie libérée par 4 H fusionné
= 4 liaisons entre protons formé - création de 2 électrons
2)
Nb Hélium = 3,9.10^26/E
3) Le soleil consomme chaque seconde 4*3,9.10^26/E atome d'hydrogène
Soit Na le nombre d'atome dans une mole de mémoire 6,02.10^23
Le soleil consomme donc chaque seconde (4*3,9.10^26/E)/Na mole d'hydrogène
Or une mole d'hydrogène pèse 0,001 kg
Le soleil consomme donc chaque seconde Ph = (4*3,9.10^26/E)/6,02.10^23*0,001 kg d'hydrogène
Le soleil pourra rayonné pendant 2,0.10/Ph seconde.
De mémoire, le soleil est censé vivre 10 milliard d'année, tu peux vérifier si le résultat obtenu est à peu près ça.
1)
Il te manque des données, tu devrais trouver :
E : 24,7 MeV = 3,96.10^-12 J
---
2)
N = 3,9.10^26/(3,96.10^-12) = 10^38 noyau/s
---
3)
N(H) = 2.10^30 /(0,001) * 6,02.10^23 = 1,2.10^57
--> max : 1,2.10^57/4 = 3.10^56 réactions
t = 3.10^56/10^38 = 3.10^18 s = 95.10^9 ans
C'est plus que les 10 milliards d'années habituellement annoncé ... parce que il a été supposé ici que toute l'énergie disponible actuellement pourrait être "utilisée" dans un "fonctionnement" inchangé du Soleil, alors que cela n'est pas possible.
----------
Voir sujet similaire ici :
https://www.ilephysique.net/sujet-energie-solaire-237211.html#msg2159896
Sauf distraction.
Zut, j'ai raté le lien dans mon message précédent, le revoici : 
énergie solaire
Aidez moi svp, je n'ai pas comprit comment répondre a la question 1. J'ai vu le résultat proposé par J-P mais je ne l'ai pas comprit
1)
4H ( A=1 ; Z=1 ) --> He ( A=4 ; Z=2 ) + 2e ( A=O ; Z=1 )
-------------
Données: masse 1 positon: 0,00055 u
masse 1 proton: 1,00728 u
masse 1 noyau d'helium 4: 4,00151 u
celérité de la lumière: 3,00·10^8 m·s-1
1 eV = 1, 60·10^-19 J
1 u= 1,66·10^-27 kg
-------------
Delta m = 4,00151 + 2*0,00055 - 4*1,00728
Delta m = -0,02651 u
Delta m = -0,02651 * 1,66.10^-27 = -4,4.10^-29 kg
E = |Delta m|.c²
E = 4,4.10^-19 * (3,00·10^8)² = 3,96.10^-12 J
Attention d'utiliser la convention de signe sur E qui a été enseignée (et qui évidemment n'est pas la même pour tous).
-----
Sauf distraction.
Merci J-P.
Je ne comprend pas pourquoi dans mon exercice il n'y a pas toutes ces données la. Il est pourtant impossible de faire sans non?
J'ai aussi écrit ceci :
Attention d'utiliser la convention de signe sur E qui a été enseignée (et qui évidemment n'est pas la même pour tous).
Et donc, fais comme c'est écrit dans ton cours.
Mais le résultat doit bien être que l'énergie libérée lors de la production d'un noyau d'hélium 4 par fusion de l'hydrogène est de 3,96.10^-12 J
Je ne veux pas savoir si ton prof préconise ou non un signe - pour cette énergie quelle que soit sa motivation ... qui pourra être différente pour un autre prof.
Bonjour, je n'arrive pas a repondre a la question 3)..
1)J'ai trouvé e=3,14. 10 puissance -12 J.
Pour la 2) 8,3.10 puissance 10 noyaux de He par seconde.
En revanche pour la 3) je ne comprends d'ou vient vos chiffres ni pq vous les utiliser. J'ai compris la question, mais je n'arrive tout de meme pas a la resoudre.
En esperant que vous pourrez m'aider. Merci d'avance. Bien a vous.
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