SOS physique-chimie

Bonjour,

J'ai ces 6 exercices à faire en chimie sur le noyau.
Je ne suis pas du tout de mes résultats et j'ai quelques difficultés pour certains exercices.

Exercice 1 :

1. E_libérée=|delta m| * c².

Donc : delta m = 1,03*10^-12 kg.

Est-ce correct ? Ensuite, comment conclure quant à l'utilisation du principe de conservation de la masse pour les réactions chimiques habituelles ? Je ne vois pas du tout...

2. E_libérée=|delta m| * c².

Donc : E_libérée=2,88*10^-11 J.

Est-ce correct ?

Exercice 2 :

Je ne comprends pas vraiment... Il faut aussi utiliser E_libérée=|delta m| * c² ? Mais pourquoi parle-t-on de "mole" ?

Merci d'avance pour toutes vos explications et vos pistes, joyeuses fêtes de fin d'année !

Bonjour Nicolas,
ex1 :
1 oui c'est cela ; que dit -on pour une transformation chimique concernant la masse ?
2. merci de détailler votre calcul.

Bonjour,

Merci pour votre réponse... et bonne année !

1. Pour une transformation chimique, à propos de la masse, je dirais que "rien ne perd, tout se transforme", mais quel est le lien avec la question 1 ?

2. Voici les détails du calcul :
E_libérée=0,193*1,6606*10^-27*(3,0*10^8)².

Est-ce correct ?

Merci encore pour l'aide !

Bonne année à vous aussi.
1. donc la masse se conserve pour une transformation chimique : est ce cohérent avec votre résultat numérique ?
2. Vous avez calculé l'énergie libérée pour un noyau d'uranium mais on vous le demande pour une mole.

D'accord, merci pour votre réponse.

Je dirais que la masse trouvée est très faible, donc que le principe de conservation de la masse est bien respecté : est-ce bien cela qu'il faut répondre ?

Par contre, je ne vois pas trop pour la deuxième question : comment faire le calcul pour une mole et non pour l'atome ?

Merci beaucoup pour l'aide.

1. C'est tout à fait cela.
2. Combien avez vous de particules dans une mole de particules ?

1. OK !

2. Je dirais que le nombre N de particules dans un système donné est proportionnel à la constante d'Avogadro qui vaut NA = 6,02.10^23 mol-1.

Mais comment cela peut-il aider ? Désolé mais je ne comprends pas trop où vous voulez en venir...

Merci encore et bonne soirée.

ce n'est pas proportionnel c'est égal !
vous avez calculé l'énergie libérée pour un noyau , comment faire pour calculer l'énergie libérée pour 1 mol ? C'est la question posée.

On multiplie le résultat par le nombre d'Avogadro ?

Merci.

Exactement.

Merci, c'est plus clair !

Cela fait donc :

E_libérée=0,193*1,6606*10^-27*6,02*10^23*(3,0*10^8)²
E_libérée=1,74*10^13 J.

Est-ce correct ?

Ensuite, j'ai principalement des difficultés pour l'exercice 2 et pour l'exercice 5. Les autres exercices ne me posent pas de souci particulier.

Exercice 2 :

Voici ce que j'ai fait :

Énergie dégagée par un atome d'uranium :

Delta m = 2 m(n) + m(146 57 La) + m(87 35 Br) - m(235 92 U).

Delta m = (2*1,0087 + 145,943 + 86,912 - 235,044)*u

D'après la relation E_libérée=|delta m| * c², j'obtiens :

E_libérée=|(2*1,0087 + 145,943 + 86,912 - 235,044)*u| * c².
E_libérée=|(2*1,0087 + 145,943 + 86,912 - 235,044)*1,6606*10^-27| * (3,0*10^8)².

Donc : E_libérée=2,56 *10^-11 J.

Ce résultat est-il correct ?

Ce qui m'embête, c'est que je n'ai pas utilisé la donnée de l'énoncé : "1 u correspond à 931,5 MeV".
Comment utiliser cette donnée ?

Ce qui m'embête aussi, c'est que quand j'effectue le calcul |(2*1,0087 + 145,943 + 86,912 - 235,044)|*1,5*10^-10 (car 931,5 MeV=1,5*10^-10 J), j'obtiens 4,3*10^-38 J, donc un résultat très différent du premier, donc je suis un peu perdu...

Pour déterminer l'énergie E_libérée dégagée par une mole d'atomes d'uranium, il faut multiplier quelque chose par le Nombre d'Avogadro ? Si oui, quel est ce "quelque chose" ? Je me suis un peu perdu à cause des 2 calculs ci-dessus qui donnent des résultats très différents...


Exercice 5 :

Pour cet exercice, je n'ai pas du tout d'idée malheureusement...

Je sais juste d'après le cours que : t_1/2=ln(2)/lambda.

Est-ce que cela est utile dans cet exercice ?


Merci beaucoup pour toute votre aide, j'en ai vraiment besoin !

Oui c'est bien mais
étant donné que 1 u correspond à 931,5 MeV , il suffit de remplacer u par cette valeur pour avoir directement l'énergie libérée en MeV : vous n'avez donc pas besoin de vous servir de E = delta m .c². Comprenez vous ?
On doit retrouver le même résultat sachant que 1 eV = 1,6.10^-19 J .

Merci pour votre réponse.

La valeur obtenue dans la deuxième question de l'exercice 1 : E_libérée=1,74*10^13 J est-elle correcte ?

Oui, ça y est, je comprends !

On a donc :

La variation de masse est égale à : 2 m(n) + m(146 57 La) + m(87 35 Br) - m(235 92 U).
Cette quantité est égale à : (2*1,0087 + 145,943 + 86,912 - 235,044)*u.
L'énergie libérée est donc égale à : |(2*1,0087 + 145,943 + 86,912 - 235,044)|*931,5.
Donc : E_libérée=159,85 MeV. Est-ce correct cette fois ?

Pour déterminer l'énergie E_libérée dégagée par une mole d'atomes d'uranium, il faut multiplier quelque chose par le Nombre d'Avogadro ? Si oui, quel est ce "quelque chose" ? Je me suis un peu perdu à cause des 2 calculs ci-dessus qui donnent des résultats très différents...

Merci beaucoup pour l'aide !

OUi c'est cela y compris pour l'exercice 1.
Si vous repartez de E_libérée=159,85 MeV pour convertir en J , vous retrouvez bien votre résultat.
Pour la mole c'est le même raisonnement que dans l'exercice 1 . Vous devez multiplier votre résultat en joule par le nombre d'Avogadro.
Pour l'exercice 5 commencez par identifier dans les données A(t) , A0 et k avec la loi de décroissance que vous avez due étudier : il faut ensuite résoudre l'équation pour déterminer t .

Merci beaucoup, c'est très clair désormais !

Pour l'exercice 5 :

A0 est l'activité initiale de l'échantillon.

Mais je n'arrive pas à la trouver : faut-il utiliser la relation A(t)=lambda * N(t) ?
Sinon, je ne vois pas...

Pour A(t), cela correspond à l'activité de l'échantillon en fonction du temps ?
C'est égal à 8,7 ou à 12,5 ?

Pour vous à quoi correspond k ? A mon lambda ?

Désolé mais il me semble que je n'ai pas bien compris comment trouver les données...