Q5. A fissão completa de 1 mol de { }^{235} \mathrm{U} libera cerca de 200 MeV por núcleo. Qual é a energia total liberada em joules?

Passo 1

O enunciado pede a energia total liberada na fissão de 1 mol de {}^{235}\mathrm{U}, sabendo que cada núcleo libera cerca de 200\\ \mathrm{MeV}. Vamos usar dois pontos da teoria: a conversão de elétron-volts para joules e o número de Avogadro para passar de “por núcleo” para “por mol”.

Passo 2

Converter a energia por núcleo de \mathrm{MeV} para joules. Sabemos que
1\\ \mathrm{eV} = 1,602\times10^{-19}\\ \mathrm{J},
então
200\\ \mathrm{MeV} =200\times10^{6}\\ \mathrm{eV} =200\times10^{6}\times1,602\times10^{-19}\\ \mathrm{J} =3,204\times10^{-11}\\ \mathrm{J}.

Passo 3

Multiplicar a energia por núcleo pelo número de Avogadro \,N_A=6,022\times10^{23} núcleos/mol para obter a energia por mol:
E_{\text{total}} =3,204\times10^{-11}\\ \mathrm{J\;/\,núcleo}\times6,022\times10^{23}\\ \mathrm{núcleos/mol} \approx1,93\times10^{13}\\ \mathrm{J}.úú

Resposta

A energia total liberada é aproximadamente
1,93\times10^{13}\\ \mathrm{J}.

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