2. a) Explique los conceptos de energía de enlace nuclear y de defecto de masa. B) Describa las reacciones de fusión y fisión nucleares y haga una justificación cualitativa a partir de la curva de estabilidad nuclear. Prueba de Selectividad, Andalucia, Septiembre 2015 - 2016, FISICA.
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En resumen
A) Explique los conceptos de energía de enlace nuclear y de defecto de masa. Energía de enlace nuclear. La energía de enlace nuclear es la cantidad de energía que es necesaria para descomponer un objeto en sus componentes más elementales (Partículas sub - atómicas).
A) Explique los conceptos de energía de enlace nuclear y de defecto
de masa.
Energía de enlace nuclear.
La energía de enlace nuclear es la cantidad de energía que
es necesaria para descomponer un objeto en sus componentes más elementales
(Partículas sub - atómicas).
Es la cantidad de energía mecánica necesaria para
vencer la energía electromagnética que mantiene unidos a los electrones con sus
núcleos de dicho cuerpo.
También existe otro tipo de energía de enlace que aparece
cuando se forman los núcleos de un átomo, esta energía es de tipo nuclear con
una interacción entre partículas que es muy fuerte.
En otros términos es la
energía necesaria para separar cada protón y neutrón existente en un átomo.
Defecto de masa.
El defecto de masa o déficit de masa ocurre cuando en la
creación de un núcleo atómico, la cantidad de masa que poseen las partículas
por separado es mayor que la masa del sistema compuesto por todas las
partículas.
Esta pérdida de masa ocurre cuando se presenta el momento de la
excitación nuclear, en ella se libera energía para la conformación del núcleo
del átomo, y para ello se debe respetar la ley de la conservación de la energía
y transformar energía de su propia masa para crear los enlaces necesarios.
La energía liberada se puede presentar en diferentes formas
como : - Partículas como los fotones.
- Energía cinética para los electrones en capas de energía
más bajas.
- La transformación en rayos gamma.
B) Describa las reacciones de fusión y fusión nuclear y haga
una justificación cualitativa a partir de la curva de estabilidad nuclear.
Fisión nuclear.
La fisión nuclear es el proceso mediante el cual se divide
un núcleo pesado en fragmentos más pequeños, esto se logra mediante el
bombardeo con neutrones directamente al núcleo más pesado.
Ejemplo :
(235 – 92) U + (1 – 0)n - > (141 – 56)Ba + (92 – 36)Kr + 3(1
– 0)n
De la curva de estabilidad nuclear se pueden obtener los
siguientes datos para la fisión nuclear : - Como la curva de estabilidad nuclear se representa
mediante la energía de enlace por cada nucleón, que a su vez es representado en
función al número de masa del elemento, se puede decir que la energía de enlace
es menor mientras más número de masa está presente, y por lo tanto es más fácil
romper los enlaces y de este modo liberar una gran cantidad de energía.
- El efecto de fisión se logra aportando un neutrón al
núcleo, pero este libera una cantidad de 2 o 3 neutrones por lo que se crea un
efecto en cadena que crece de forma exponencial.
Fusión nuclear.
La fusión nuclear consiste en crear un núcleo más pesado a
partir de núcleos ligeros que colisionan, este proceso se da en las estrellas
como el sol, en las que se fusionan las partículas de hidrógeno para producir
una partícula de helio.
Ejemplo :
H + H - > H ^ 2 + e + v
H ^ 2 + H - > He ^ 3
He ^ 3 + He ^ 3 - > H ^ 4 + H + H
Gracias a la curva de estabilidad nuclear se puede decir que
los elementos más livianos son menos estables que los elementos más pesados
como el helio, de esta forma es más difícil lograr una fusión entre el helio
que entre hidrógeno.
PRUEBA DE SELECTIVIDAD ANDALUCIA CONVOCATORIA SEPTIEMBRE
2015 - 2016 FÍSICA.
A) Explique los conceptos de energía de enlace nuclear y de defecto de masa. Energía de enlace nuclear.
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