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372 FÍSICA GENERALMasa de reactante (4)(1.007 825 u) 4m e 4.031 300 u 4m edonde m ees la masa del electrón (o positrón). Los productos de la reacción tienen una masa combinadaEntonces, la masa perdida esMasa de producto (masa del núcleo 2 4 He) 2m e (4.002 604 u 2m e) 2m e 4.002 604 u(masa de los reactantes) (masa del producto) (4.031 3 u 4m e) 4.002 6 uAl sustituir m e 0.000 549 u se obtiene la masa perdida 0.026 5 u.Pero 1.00 kg de 1 H contiene 6.02 × 10 26 átomos. Por cada cuatro átomos que experimentan fusión, sepierde 0.026 5 u. Por ende, la masa perdida cuando 1.00 kg experimenta fusión esMasa perdida 1 kg ¼ð0:026 5 uÞð6:02 10 26 =4Þ ¼3:99 10 24 u¼ð3:99 10 24 uÞð1:66 10 27 kg=uÞ ¼0:006 63 kgEntonces, de la relación de Einstein,E ¼ðmÞc 2 ¼ð0:006 63 kgÞð2:998 10 8 m=sÞ 2 ¼ 5:96 10 14 J46.7 [III] El hidruro de litio, LiH, se ha propuesto como un posible combustible nuclear. Los núcleos por utilizar yla reacción involucrada son los siguientes:63Li þ21H ! 2 4 2He6:015 13 2:014 10 4:002 60las masas mencionadas son de los átomos neutros. Calcule la producción de potencia esperada, en megawatts,asociada con el consumo de 1.00 g de LiH por día. Suponga una eficiencia de 100%.Al ignorar las energías de enlace de los electrones, primero se debe calcular el cambio de masa para lareacción:Masa de reactantes Masa de productos63Li 6:015 13 u 3m e 2 4 2He 2ð4:002 60 u 2m e Þ21H 2:014 10 u 1m e———————— —————————TOTAL 8:029 23 u 4m e TOTAL 8:005 20 u 4m eSe encuentra la pérdida de masa al restar la masa del producto de la masa de reactante. En el proceso, la masade los electrones se cancela y se encuentra que la masa perdida es 0.024 03 u.La fracción de masa perdida es 0:024 0=8:029 ¼ 2:99 10 3 . Por tanto, cuando 1.00 g reacciona, la masaperdida es(2.99 × 10 3 )(1.00 × 10 3 kg) 2.99 × 10 6 kgEsto corresponde a una energía deE ¼ðmÞc 2 ¼ð2:99 10 6 kgÞð2:998 10 8 m=sÞ 2 ¼ 2:687 10 11 JEntoncesP otencia energíatiempo 2.687 1011 J3.11 MW86400 s46.8 [II] Los rayos cósmicos bombardean al CO 2en la atmósfera y, por reacción nuclear, se produce el isótoporadiactivo 14 6C. Este isótopo tiene una vida media de 5 730 años. Se mezcla uniformemente en la atmóswww.FreeLibros.com