Решение. В ходе взаимодействия свинцовая деталь отдаёт теплоту воде, а вода - охлаждает эту деталь (получает теплоту). То есть, свинцовая деталь охлаждается, а вода нагревается, и этот процесс окончится на определённой температуре :
Количество теплоты, отданное свинцовой деталью:
(1)
Количество теплоты, полученное водой:
(2)
Согласно уравнению теплового баланса
(3)
Подставив уравнение (1) и (2) в уравнение (3), получим:
В 1938 году Ирен Кюри среди продуктов распада, образующихся при бомбардировке урана нейтронами, открыла радиоактивный изотоп, свойства которого являются свойствами лантана. Ирен Кюри стояла на пороге открытия деления урана, но никто ей не поверил, ни Бор, ни Резерфорд. Все они считали такой распад невозможным. Отто Ган и Фриц Штрассман облучали нитрат уранила нейтронами и получали радиоактивный барий.
Они фактически открыли отделение ядра урана, их статья была фиксирована 22 декабря 1938 года.
В 1939 году немецкие ученые Лизе Майтнер и Отто Фриш написали статью, в которой показали, что такая реакция возможна. В этом же году русский ученый Я. Френкель и Н. Бор разработали теорию ядерного деления атома урана.
2. Знакомство с теорией ядерного деления.
Ядро урана захватывает нейтрон и, подобно жидкой капле, начинает деформироваться, принимает гантелеобразную форму. Кулоновское отталкивание становится сильнее ядерного притяжения, и ядро разрывается на две неравные части, осколки радиоактивны, в результате серии β-распадов превращаются в стабильные изотопы.
hello_html_m77f5066a.png
Пример ядерной реакции деления ядра урана
hello_html_49a11f9a.png
IV. Выполнение лабораторной работы. Инструктаж по охране труда.
Внимательно рассмотрите фотографию треков.
Нhello_html_m51272c54.gifа ней видны треки двух осколков, образовавшихся при делении ядра атома урана, захватившего нейтрон. Ядро урана находилось в точке g, указанной стрелочкой.
По трекам видно, что осколки ядра урана разлетелись в противоположных направлениях (излом левого трека объясняется столкновением осколка с ядром одного из атомов фотоэмульсии, в которой он двигался).
Известно, что законы сохранения играют в ядерной физике особую роль. Вспомним основные законы сохранения, которые нам понадобятся для успешного написания сегодняшней работы.
Закон сохранения импульса: Векторная сумма импульсов тел, составляющих замкнутую систему, не меняется с течением времени при любых движениях и взаимодействиях этих тел.
Закон сохранения электрического заряда: В ядерных реакциях суммарный электрический заряд во входном канале равен суммарному электрическому заряду в выходном канале.
Закон сохранения числа нуклонов: В ядерных реакциях сумма массовых чисел до реакции равна сумме массовых чисел после реакции.
Выполните лабораторную работу
1 задание: пользуясь законом сохранения импульса, объясните, почему осколки, образовавшиеся при делении ядра атома урана, разлетелись в противоположных направлениях.
Письменно ответьте: одинаковы ли заряды и энергия осколков? В ответе укажите, по каким признакам можно судить об этом?
Известно, что осколки ядра урана представляют собой ядра атомов двух разных химических элементов (например, бария, ксенона и др.) из середины таблицы Дмитрия Ивановича Менделеева. Одна из возможных реакций деления урана может быть записана в символическом виде следующим образом: hello_html_m547083c5.gifгде символом ZX обозначено ядро атома одного из химических элементов.
(Вариант ответа: Ядро урана при захвате нейтрона разделяется примерно на две равные части, которые называются осколками деления. При этом осколки разлетаются в противоположные стороны. Это можно объяснить на основе закона сохранения импульса. Импульс ядра урана до захвата нейтрона практически равен нулю. При захвате нейтрона ядро, получая от него некоторый импульс, раскалывается на две разлетающихся части массами m1 и m2 .
Дано:
==========================
Найти:
==========================
Решение. В ходе взаимодействия свинцовая деталь отдаёт теплоту воде, а вода - охлаждает эту деталь (получает теплоту). То есть, свинцовая деталь охлаждается, а вода нагревается, и этот процесс окончится на определённой температуре
:
Количество теплоты, отданное свинцовой деталью:
Количество теплоты, полученное водой:
Согласно уравнению теплового баланса
Подставив уравнение (1) и (2) в уравнение (3), получим:
Определим значение искомой величины:
==========================
ответ:
°С
ответ:III. Изучение нового материала.
В 1938 году Ирен Кюри среди продуктов распада, образующихся при бомбардировке урана нейтронами, открыла радиоактивный изотоп, свойства которого являются свойствами лантана. Ирен Кюри стояла на пороге открытия деления урана, но никто ей не поверил, ни Бор, ни Резерфорд. Все они считали такой распад невозможным. Отто Ган и Фриц Штрассман облучали нитрат уранила нейтронами и получали радиоактивный барий.
Они фактически открыли отделение ядра урана, их статья была фиксирована 22 декабря 1938 года.
В 1939 году немецкие ученые Лизе Майтнер и Отто Фриш написали статью, в которой показали, что такая реакция возможна. В этом же году русский ученый Я. Френкель и Н. Бор разработали теорию ядерного деления атома урана.
2. Знакомство с теорией ядерного деления.
Ядро урана захватывает нейтрон и, подобно жидкой капле, начинает деформироваться, принимает гантелеобразную форму. Кулоновское отталкивание становится сильнее ядерного притяжения, и ядро разрывается на две неравные части, осколки радиоактивны, в результате серии β-распадов превращаются в стабильные изотопы.
hello_html_m77f5066a.png
Пример ядерной реакции деления ядра урана
hello_html_49a11f9a.png
IV. Выполнение лабораторной работы. Инструктаж по охране труда.
Внимательно рассмотрите фотографию треков.
Нhello_html_m51272c54.gifа ней видны треки двух осколков, образовавшихся при делении ядра атома урана, захватившего нейтрон. Ядро урана находилось в точке g, указанной стрелочкой.
По трекам видно, что осколки ядра урана разлетелись в противоположных направлениях (излом левого трека объясняется столкновением осколка с ядром одного из атомов фотоэмульсии, в которой он двигался).
Известно, что законы сохранения играют в ядерной физике особую роль. Вспомним основные законы сохранения, которые нам понадобятся для успешного написания сегодняшней работы.
Закон сохранения импульса: Векторная сумма импульсов тел, составляющих замкнутую систему, не меняется с течением времени при любых движениях и взаимодействиях этих тел.
Закон сохранения электрического заряда: В ядерных реакциях суммарный электрический заряд во входном канале равен суммарному электрическому заряду в выходном канале.
Закон сохранения числа нуклонов: В ядерных реакциях сумма массовых чисел до реакции равна сумме массовых чисел после реакции.
Выполните лабораторную работу
1 задание: пользуясь законом сохранения импульса, объясните, почему осколки, образовавшиеся при делении ядра атома урана, разлетелись в противоположных направлениях.
Письменно ответьте: одинаковы ли заряды и энергия осколков? В ответе укажите, по каким признакам можно судить об этом?
Известно, что осколки ядра урана представляют собой ядра атомов двух разных химических элементов (например, бария, ксенона и др.) из середины таблицы Дмитрия Ивановича Менделеева. Одна из возможных реакций деления урана может быть записана в символическом виде следующим образом: hello_html_m547083c5.gifгде символом ZX обозначено ядро атома одного из химических элементов.
(Вариант ответа: Ядро урана при захвате нейтрона разделяется примерно на две равные части, которые называются осколками деления. При этом осколки разлетаются в противоположные стороны. Это можно объяснить на основе закона сохранения импульса. Импульс ядра урана до захвата нейтрона практически равен нулю. При захвате нейтрона ядро, получая от него некоторый импульс, раскалывается на две разлетающихся части массами m1 и m2 .