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Physique-radioactivité...
Bonjour à tous,
J'ai un exercice à faire, sur la radioactivité. Le problème c'est que je n'arrive pas du tout à le résoudre... Je reste complètement bloqué. La radioactivité c'est pas trop mon truc... J'aimerais bien qu'on me donne quelques indications afin que je puisse faire l'exercice tout seul.
Voici l'exercice:
Les étoiles jeunes, comme le Soleil, sont essentiellement constituées d'hydrogène. Lorsque le coeur de l'étoile est à une température de l'ordre de 1.5.10^7K, les protons subissent des réactions de fusion conduisant à la formation de noyaux d'hélium selon le processus en chaîne suivant:
H (1;1) + H (1;1)==> H (2;1) + e (0;1) (1)
H (1;1) + H (2;1)==> He (3;2) + 
(2)
He (3;2) + He (3;2)==> He (4;2) + 2 H (1;1) (3)
1) A partir d'une combinaison des équations (1), (2) et (3), écrire le bilan de la réaction de formation des noyaux d'hélium à partir de noyaux d'hydrogène.
2) Calculer l'énergie obtenue lors de la formation d'un noyau d'hélium, puis de 1g d'hélium.
3) La puissance rayonnée par le Soleil est 3,9.10^26W . On suppose que toute l'énergie libérée par les réactions de fusion est transférée par rayonnement.
a) Calculer la mase d'hélium formée chaque seconde
b) Calculer la perte de masse subie par le Soleil chaque seconde
c) on évalue l'âge du Soleil à 4,6.10^9 années. Sa masse actuelle est de l'ordre de 2.10^30 kg. Quelle masse a-t-il perdue depuis qu'il rayonne? Quelle fraction de la masse actuelle cela représente-t-il?
Masse des noyaux: m(H 2;1)= 2.01355u
m(He 3;2)= 3.01493u
m (e 0;1)= 0.00055u
m(He 4;2)= 4.00150u
Merci d'avance pour la personne qui pourra m'aider... J'en ai vraiment besoin
Bonjour,
Qu'as-tu fait ? Tu sais qu'il est vivement conseillé pour avoir de l'aide de montrer que l'on a travaillé. Quelles sont tes propositions de réponse ?
pour la 1) j'ai trouvé: 4 H(1;1)==> 2 He (4;2) + 2 e(0;1)
pour la 2) je ne sais pas si je dois me servir de E=mc² parce que je sais pas si c'est juste l'énergie ou l'énergie de masse que je dois chercher...
pour la 3): tout est flou en particulier la a) et la c)...
Voila c'est ce que j'ai fait depuis hier
Classiquement à ton niveau on n'écrit pas les rayons
Ce que tu écris :
. Réactifs : 4 nucléons qui sont 4 protons ; donc bilan en entrée 4 nucléons et 4 charges électriques positives
. Produits ; 2 noyaux d'hélium et 2 positons ; donc bilan en sortie 8 nucléons et 6 charges électriques positives
Ce n'est pas équilibré.
Pour une équation (3) tu as besoin de deux équations (2) ; pour deux équations (2) tu as besoin de deux équations (1)
pourtant cela me parait équilibré: j'ai 6 charges électriques positives mais jai les 2 éléctrons pour équilibrer non?
aa oui c'est vrai c'est l'antiélectron... comment je peux faire dans ce cas?
est-ce que ça peut être: 4 H (1;1)==> He (4;2) + 2 e( 0;1)??
Ton équation de 9 h 20 : oui, c'est cela !
Pour la deuxième question :
Tu n'as pas posté la masse du proton (noyau de
elle vaut mproton = 1,007276 u
Calcule la perte de masse à partir de l'équation bilan que tu viens de trouver.
c'est ce que je suis en train de faire...
J'ai trouvé: énergie libérée= 24.8 Mev (jai calculé la perte de masse puis je l'ai multiplié à 931.494==> c'est l'énergie de masse d'1 u)...
Ce que je ne sais as comment faire par contre c'est calculer l'énergie pour 1 g d'hélium...
C'est bon ; mais, selon moi, tu aurais mieux fait de calculer l'énergie non pas en MeV mais en J (joules) puisque la suite de l'énoncé te fait travailler avec des puissances en watts.
Quelle est la masse d'un noyau d'hélium ? Donc, combien faut-il de noyaux d'hélium pour en faire 1 gramme ?
1) Je ne sais pas à quoi tu réponds puisque tu n'as pas fait une phrase complète
2) Je ne pourrais de toute façon pas dire si c'est bon car il n'y a pas d'unité
Ceci n'est ni l'énergie libérée pour la formation d'un noyau d'hélium ni celle libérée pour la formation d'un gramme d'hélium. Sois précis dans tes réponses et montre quel est ton calcul si tu veux que je voie où est l'erreur.
ok...bah vous aviez dit que 24.8 Mev pour l'énergie libérée c'était bon.
Donc j'ai converti ce résultat en joule en multipliant par 1.6*10^-19
C'est-à-dire: 24.8 *^( 1.6*10^-19)= 4.10^-18 J...
Oui, j'ai écrit cela !
Mais il ne faut pas confondre 1 MeV et 1 eV sinon on a une erreur d'un coefficient 1 million 
Fais attention aux unités 
aaaa ok!! donc normalement si je refais le calcul, on a:
(24.8*10^6)* (1.6*10^-19)= 4.10^-22 J
Est-ce que c'est bon?
Recommence le calcul !
Tu sembles très impatient. En faisant un peu plus attention il y a longtemps que cet exercice serait fini.
en effet j'ai d'autres devoirs et je ne veux pas traîner trop sur cet exercice mais bon... j'ai recommencé et je trouve: 4.10^-12 J
Et cette fois-ci c'est bon?
Oui, c'est "arrondi" assez violemment mais c'est cela.
Je trouve 3,96.10-12 J pour un noyau d'hélium.
Tu as le droit de terminer seul et de poster en une fois toutes tes réponses. Je vérifierai.
Alors j'ai pas su trouver l'énergie pour 1 g d'hélium, ni la question 3-a.
Cependant pour les autres j'ai trouvé:
3-b: 4.3*10^6 tonnes.
3-c: 6.2*10^23 tonnes. (1ère question)
(2ème question)Et en pourcentage 0.031%.(Je donne en pourcentage car en fraction je ne le sais pas...).
Réponses aux questions 3-b et 3-c : c'est bon ! (mes résultats : 4,34.109 kg par seconde et 6,3.1026 kg depuis l'origine)
La fraction est 6,3.1026 / 2.1030 = 3,15.10-4
Question 3a : quelle est la masse d'un noyau d'hélium ? Combien y a-t-il donc de noyaux d'hélium dans un gramme d'hélium ?
bah justement je sais pas. Est-ce qu'il y a un rapport avec la masse molaire ? Vraiment aucune idée...
Donc si j'ai bien compris, la masse d'un noyau d'hélium est de 6.64*10^-27kg.
Ensuite pour ce qui est du 1g, j'ai fait un produit en croix et j'obtiens:
1.5*10^23 noyaux d'hélium.
Parfait !
Tu connais l'énergie libérée lors de la formation d'un noyau d'hélium.
Quelle est la masse d'hélium formée par seconde puisqu'on te donne l'énergie rayonnée par seconde ?
l'énergie rayonnée par seconde, je suis pose que c'est la puissance...
donc je connais l'énergie libérée pour un noyau d'hélium ainsi que la puissance: on fait alors (3.96*10^-12)/(3.9*10^26)=1.01*10^-38 kg.
Si tu divises une énergie par une énergie tu obtiens un nombre sans dimension et pas une masse
Tu divises l'énergie libérée par un noyau par l'énergie libérée par seconde par le Soleil ... pour obtenir quoi ?
Je répète :
Si tu divises une énergie par une énergie tu obtiens un nombre sans dimension et pas une masse
bah comment faire alors puisque je connais 2 énergies?
A propos j'ai trouvé l'énergie libérée pour 1 g d'hélium: 8.94*10^-16 J.
Est-ce juste? (parce que je trouve ce résultat étrange...)
Pourquoi poses-tu la question ?
Est-ce que l'énergie libérée par la formation d'un gramme d'hélium peut être plus faible que celle libérée par la formation d'un noyau d'hélium ?
J'ai refait le calcul et je trouve: énergie libérée pour 1 g d'hélium= 8.94*10^13 J.
Je pense que c'est mieux...
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