Enunciado

As equações ( 44.1 ) e ( 44.2 ) descrevem duas reações nucleares envolvendo nêutrons.

  1. Essas reações são exoenergéticas ou endoenergéticas?
  2. Quanta energia é liberada (ou absorvida) em cada uma delas?
  3. Cada uma dessas duas reações apresenta uma energia cinética limite? (Consulte tabela 43.2 ).

Passo 1

Olá, tudo bem? Vou ajudar você nessa aqui! Vamos lá?

Letra a)

Para uma reação ser exoenergética, ou seja, liberar energia, a massa total deve decrescer. Então para cada reação mencionada, devemos fazer o balanceamento de massa e verificar se houve aumento ou diminuição, certo?

Vamos começar pela reação 44.1 :

H e 2 4 + B e 4 9 → C 6 12 + n 0 1

Vou calcular a variação da massa em termos das massas atômicas, que vou tirar da tabela 44.2 :

Δ m = m H e 4 + B e 9 - m C 12 + n 1 = 4,00260 u + 9,01218 u - 12,0000 u - 1,00866 = 0,00612 u

A massa inicial é maior que a massa final, portanto há uma diminuição de massa, liberando energia. Concluímos que essa reação é exoenergética.

Agora olhando a reação 44.2 :

n 0 1 + B 5 10 → L i 3 7 + H e 2 4

E a variação da massa dessa reação é:

Δ m = m B 10 + n 1 - m L i 7 + H e 4 = 1,00866 u + 10,01294 u - 7,01600 u - 4,00260 = 0,00300 u

Aqui temos também que a massa inicial é maior que a massa final, portanto há uma diminuição de massa, liberando energia. Concluímos que essa reação também é exoenergética.

Passo 2

Letra b)

A energia liberada na variação de 1 u é igual a 931,5 M e V , então para determinar as energias associadas é só multiplicar esse fator por cada variação de massa.

A energia da reação 44.1 é:

E = 0,00612 931,5 M e V = 5,7 M e V

E a energia da reação 44.2 é:

E = 0,00300 931,5 M e V = 2,79 M e V

Passo 3

Letra c)

As partículas reagentes nas reações da primeira equação têm cargas nucleares positivas e é necessário uma de energia cinética mínima para que os reagentes superem sua repulsão de Coulomb e se aproximem o suficiente para que a reação ocorra.

Já na outra reação, na equação 44.2 , o nêutron é neutro, portanto não há repulsão de Coulomb e assim não há um limite de energia para esta reação.

Resposta

a )   e x o e n e r g é t i c a s

b ) 5,7 M e V ;   2,79 M e V  

c ) E q   44.1   s i m ; E q   44.2   n ã o

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