Wie berechnet man die Energie, die bei der Fusion von 1g Wasserstoff H 1 zu Helium He 4 frei wird.?
Hallöchen!
Wir beschäftigen uns gerade mit der Heliumsynthese (Physik) und haben nun die Aufgabe bekommen eben jene frei werdende Energie zu berechnen. An sich habe ich die Aufgabe (in Form von Reaktionsgleichung etc.) schon gelöst.
Allerdings habe ich keine Ahnung wie ich das 1 g Wasserstoff mit einbauen soll…
Vielen Dank für die Hilfe im Vorraus!
Lg
4 Antworten
4 H --> 1 He
4 p + 4 e⁻ --> 2 p + 2 n + 2 e⁻
Der Massendefekt ist Δm = 4 mH - mHe
Δm = 4 * 1,674 * 10⁻²⁷ kg - 6,646477 * 10 ⁻²⁷ kg = 0,049523 * 10⁻²⁷ kg
Das ist also der Massenverlust, wenn 4 H-Atome verschmelzen. Pro Wasserstoffatom ist der Massenverlust:
ΔmH = 0,049523 * 10⁻²⁷ kg/4 = 0,01238 * 10⁻²⁷ kg
1 Gramm Wasserstoffatome ist ein mol
1 g H = 6,022 * 10²³ Atome
Masseverlust für 1 g Wasserstoff:
Δm = 6,022 * 10²³ Atome * 0,01238 * 10⁻²⁴ g/Atom = 0,00746 g
Und nach E = m * c²
E = 6,705 *10¹⁴ J
Keine Garantie! Bitte nachrechnen.
Hm. Die Heliumfusion ist eigentlich eine Verschmelzung von Wasserstoffisotopen.
Nämlich von Deuterium und Tritium unter Abspaltung eines Neutrons und Freisetzung von Energie.
Geht man von Wasserstoff aus ist der Process komplizierter, ñämlich so.
Man benötigt die genauen Nuklidmassen und muss den Massendefekt hoch rechnen. Die Energiemenge gibt es dann über die einsteinsche Gleichung.
Ist immer ein ziemlicher Akt, weil die Zahlen so ungewohnt sind.
Diese Lösung wurde als korrekt gewertet :)
Vielen Dank für die Unterstützung!
Ja aber es wurde ja nie gesagt dass es in einem Schritt passieren muss in der Sonne wird auch zuerst H1 zu H2 oder H3 fusioniert und dann erst zu He