Bonjour, j'aurais besoin d'aide pour cet exercice SVP. Le voici :
Les physiciens Carl Von Weizsäcker Hans Bethe propose la réaction nucléaire suivante ayant lieu au coeur du Soleil :
p + p + p + p ----> He + 2e (positons) + 2 ve (neutrinos)
1/ Calculer l'énergie libérée par cette réaction nucléaire en joule puis en Mev.
2/ Calculer la perte de masse (delta)m en kg que subie le soleil chaque seconde
3/ L'âge du Soleil est estimé à environ 4,5 milliards d'années. Quelle masse a t-il perdue depuis qu'il rayonne ( en supposant que la puissance rayonnée est constante)
4/ Estimer la durée de vie du Soleil en année s'il continue de rayonner l'énergie au même rythme.
Données :
Masse (u) : proton = 1,0073 / He = 4,0026 / positon : 5,49*10^-4 / neutrino = 0
Masse Soleil = 2,0 * 10^30 kg
0 degrés celsius = 273,15 K
Puissance totale rayonnée par le Soleil dans l'espace : P=3,9 * 10^26 W
1 u = 1,66054 * 10^-27 kg
1 eV = 1,60218 * 10^-19 J
P (Watt) = E(joule) / t(seconde)
Je ne sais pas vraiment comment m'y prendre. Si vous pouviez me donner des pistes ce serait super.
Bonjour,
Comme d'habitude dans ce type de problème , il faut faire le bilan de la réaction ,ici , vous avez les données en u . Vous devez trouvez une énergie libéré en u , à convertir en joule et eV . De tête , cette réaction libère 27.8 MeV .
Ok merci.
Voici ce que j'ai fait :
E = | défaut masse | * c²
défaut masse = 4,0026 + 2*5,49 * 10^-4 - 4 *1,0073 = - 0,025502u
- 0,025502 * 1,66054 * 10^-27 = - 4,15 * 10 ^-29 kg
Donc, E = | 4,15 * 10^-29 | * (2,99793)² = 3,73 * 10^-12 J = 2,33*10^-25 MeV
Cela me paraît absolument improbable comme résultat, si vous pouviez me corriger svp.
Re,
J'ai 4.234709 au lieu de 4.15 chez vous .
donc 3.811238 10^-12 J
et après , vous faites mal la conversion - à l'envers sans doute .
1/
delta masse = 4,0026 + 2*5,49 * 10^-4 - 4 *1,0073 = - 0,025502u
= - 0,025502 * 1,66054 * 10^-27 = -4,2347.10^-29 kg
E = - 4,2347.10^-29 * (2,99793.10^8)² = -3,806.10^-12 J = - 23,76 MeV (Le - indique que c'est de l'énergie "donnée" par la réaction vers le monde extérieur.
.
D'accord, merci bien à vous deux.
Du coup après pour la perte de masse, on divise la masse du soleil par cette énergie libérée ?
Soit : 2 * 10^24 / 3,806*10^-12 = 5,25 *10^17 J
Non, vous divisez des mg (?) par des J , et vous trouvez des J ????
On vous demande quelque chose " par seconde " .
Vous avez besoin de la puissance .
On divise l'énergie libérée par le Soleil en 1 seconde par l'énergie libérée par 1 réaction ,
on trouve un nombre de réactions dont on connaît la perte de masse par réaction .
on trouve la perte de masse totale par seconde .
Ok, donc on fait :
3,9 * 10^26 / 3,802 * 10^-12 = 1,026 * 10^14 réactions par sec
4,234709*10^-29 * 1,026 * 10^14 = 4,3448 * 10^-15 kg perdus par sec
Donc pour savoir la masse perdue par le soleil depuis qu'il rayonne, on multiplie le résultat par 4,5 milliards d'années. Soit 1,42 * 10^17 secondes (86400 s/jour, 86400*365,25=31557600 sec/année)
4,3448 * 10^-15 * 1,42*10^17 = 616,9616 kg
Au vu du résultat je pense avoir faux...
Tu as de gros problèmes avec les opérations nécessitant des puissances de 10, tu oublies des parenthèses et donc tu te plantes.
Energie libérée par le Soleil en 1 s : E = P * t = 3,9 * 10^26 * 1 = 3,9 * 10^26 J
Energie libérée par 1 réaction p + p + p + p ----> He + 2e (positons) + 2 ve (neutrinos) : 3,806.10^-12 J
Nombre de réactions p + p + p + p ----> He + 2e (positons) + 2 ve (neutrinos) nécessaire chaque seconde : N = 3,9 * 10^26/(3,806.10^-12) = 1,02.10^38
Masse perdue par le soleil pour 1 réaction p + p + p + p ----> He + 2e (positons) + 2 ve (neutrinos) : m = 4,2347.10^-29 kg
Masse perdue par le soleil en 1 s : M = 4,2347.10^-29 * 1,02.10^38 = 4,34.10^9 kg
-----
Nombre de secondes contenues dans 4,5 milliards d'années : n = 4,5 * 10^9 * 365,25 * 24 * 3600 = 1,42.10^17 s
Masse perdue par le soleil depuis qu'il rayonne : M' = 4,34.10^9 * 1,42.10^17 = 6,2.10^26 kg
Sauf distraction.
Merci bien. Cela fait 110*10^14
Donc pour estimer la durée de vie du Soleil s'il continueà rayonner ainsi :
2*10^30 / 4,34*10^9 = 4,84*10^20 secondes
Durée de vie en années : 4,84*10^20/31557600 = 1,53*10^13 années
Pour la question 4, ce n'est pas cela du tout ... c'est un peu plus subtil.
4/
Toute la masse du Soleil n'aura pas disparu lorsque le Soleil sera "épuisé"
De l'équation p + p + p + p ----> He + 2e (positons) + 2 ve (neutrinos) on voit que :
masse de p + p + p + p = 4 * 1,0073 = 4,0293 u
alors que le |delta m| = 0,025502 u
Donc, la proportion de la masse qui se "transforme" en énergie est de 0,025502/4,0293 = 0,0063
--> Au moment de son "extinction" totale, le Soleil aura perdu une masse de 2,0 * 10^30 * 0,0063 = 1,27.10^28 kg
Comme la masse perdue en 4,5 milliards d'années a été calculée à 6,2.10^26 kg, la vie totale du Soleil est d'environ : 4,5 * 1,27.10^28/6,2.10^26 = 92 milliard d'années.
Donc sa durée de vie, comptée à partir de maintenant serait de 92 - 4,5 = 87,5 milliard d'années.
---------------------
Hors sujet de cet exercice ??? :
CEPENDANT, les réactions thermonucléaires dans le Soleil ne pourront pas se poursuivre jusque épuisement de son H sans que ...
On estime qu'il pourra seulement "consommer" 10 % de sa masse avant que de devoir puiser l'hydrogène dans l'enveloppe extérieur de son noyau et que ...
Voir quelques explications ici :
Donc, le Soleil va encore briller comme maintenant (ou presque) pendant 92 * 0,1 - 4,5 = 4,7 milliard d'années (Mais ce n'est pas ce qui est demandé par l'énoncé ... sauf si une donnée a été oubliée).
Sauf distraction.
Vous devez être membre accéder à ce service...
Pas encore inscrit ?
1 compte par personne, multi-compte interdit !
Ou identifiez-vous :