Sprawdź się

Pokaż ćwiczenia:

R10ahOKPCfY1p1

Ćwiczenie 1

Wybierz poprawne słowa w tekście:

Źródłem emitowanej energii w gwiazdach są reakcje termojądrowe zachodzące {#we wnętrzu} / {w otoczce} gwiazd. Te reakcje to {#łączenie} / {rozbijanie} jąder pierwiastków {#lżejszych} / {pośrednich} / {cięższych} w jądra {coraz lżejsze} / {#coraz cięższe}.
Nazwa oznacza, że łączenie jąder odbywa się przy {minimalnych} / {#ogromnych} temperaturach. Jest to jedna z {#bardziej} / {mniej} wydajnych energetycznie reakcji w przyrodzie, która w naturze zachodzi {#tylko w gwiazdach} / {w gwiazdach i planetach-olbrzymach} / {w gwiazdach i w końcach ramion spiralnych galaktyk}.

R1OFfQtUhbWoO1

Ćwiczenie 2

Wskaż stwierdzenia prawdziwe, dotyczące cyklu CNO.

Cykl CNO zachodzi
{głównie w gwiazdach małomasywnych} / {#głównie w gwiazdach masywnych} / {niezależnie od masy gwiazdy}.

Jest tak dlatego, że cykl CNO zachodzi { głównie w gwiazdach o chłodnym wnętrzu} / {# głównie w gwiazdach o gorącym wnętrzu} / {niezależnie od temperatury wnętrza gwiazdy}.

Energia wyzwalana w cyklu CNO jest rzędu
{dziesiątek elektronowoltów} / {kiloelektronowoltów} / {setek kiloelektronowoltów} / {#dziesiątek megaelektronowoltów} / {gigaelektronowoltów}

i w porównaniu z cyklem pp (czteroprotonwym) jest {znacznie mniejsza} {o niecały rząd wielkości mniejsza} / {#tego samego rzędu} / {o niecały rząd wielkości większa} {znacznie większa}.

R127aGAOY1D6a1

Ćwiczenie 3

Uzupełnij zdanie, by uzyskać najbardziej trafny opis ogólnego bilansu nukleonów w cyklu CNO.

1 proton jest zamieniany na neutron, α, nie są potrzebne neutrony, β, 4 protony, 1 neutron, β^-, β⁺, 2 neutrony, 3 protony, 2 protony są zamieniane na neutrony, 2 protony, nukleony nie są zamieniane jedne na drugie

Do syntezy jądra helu w reakcjach cyklu CNO potrzebne są ...................................................................................... i ......................................................................................, gdyż w trakcie cyklu ...................................................................................... w przemianach .......................................................................................

R1TJGbzylfwaY1

Ćwiczenie 4

Uporządkuj nuklidy w kolejności zachodzenia reakcji cyklu CNO. Indeksy 'i' oraz 'f' oznaczają, odpowiednio, nuklidy początkowy i końcowy w cyklu.

¹³C
¹²C_f
¹⁵N
¹⁵O
¹³N
¹⁴N
¹²C_i

RbBPpsEx7ocVR1

Ćwiczenie 5

Z punktu widzenia przemiany β, jądra mogą być stabilne, neutrononadmiarowe (te podlegają przemianie β^-) albo protononadmiarowe (te podlegają przemianie β⁺).
Wskaż właściwe uzupełnienie zdań:

Cykl CNO przebiega przez obszar {wyłącznie jąder stabilnych} / {jąder stabilnych i neutrononadmiarowych} / {#jąder stabilnych i protononadmiarowych} / {wszystkich trzech rodzajów jąder}.
Poszczególne jądra produkowane w cyklu leżą {tylko na ścieżce stabilności} / {#na ścieżce stabilności i w bezpośrednim jej sąsiedztwie} / {dowolnie daleko od ścieżki stabilności}.

R1GqPShbNu8FR1

Ćwiczenie 6

W świetle istnienia cyklu CNO-II oraz innych dróg, po których może przebiegać cykl CNO, wskaż najbardziej trafną ocenę słów „Jądro węgla pełni w cyklu CNO rolę analogiczną do katalizatora.”.

Te słowa są w 100% trafne, gdyż dotyczą nie tylko zasadniczego cyklu (CNO-I) ale także wszystkich jego wariantów.
Te słowa są trafne dla cyklu CNO-I, który zdecydowanie dominuje. Nie są wprawdzie do końca trafne dla pozostałych cykli, ale mogą zostać użyte jako przybliżony opis i dla wskazania analogii.
Te słowa są trafne dla cyklu CNO-I, który zdecydowanie dominuje. Nie są one jednak trafne dla pozostałych cykli, więc nie powinny zostać użyte. Przywołana tu analogia z chemią jest zupełnie niewłaściwa.

Ćwiczenie 7

Energia w cyklach termojądrowych pochodzi z utraty masy całkowitej. Energię cyklu termojądrowego wylicza się ze wzoru Einsteina $E = Δ m c^{2}$ , gdzie $Δ m$ jest różnicą mas w danym cyklu: $Δ m = m_{p o c z ą t k o w a} - m_{k o ń c o w a}$ . Wyznacz różnicę mas w cyklu CNO.

Przyjmij, w przybliżeniu, że:
$c$ = 3 · 10Indeks górny 8 m/s,
$E_{C N O}$ = 27 MeV,
oraz 1 MeV = 1,6 · 10Indeks górny -13 J.

Ze wzoru Einsteina $\Delta m=\frac{E}{c^2}$ , więc:

Δ m_{C N O} = \frac{E_{C N O}}{c^{2}} = \frac{27 \cdot 1, 6 \cdot 10^{- 13} J}{9 \cdot 10^{16} m^{2} / s^{2}} = 4, 8 \cdot 10^{- 29} k g .

Masa pojedynczego protonu to około 1,7 ·10Indeks górny -27 kg. Widzimy więc, że wspomniana w treści utrata masy to około 0,7% całkowitej masy substratów cyklu, czyli czterech protonów.

Ćwiczenie 8

Przypomnienie
Energia wiązania dowolnego jądra to taka energia, która wydzieliłaby się podczas hipotetycznego procesu syntezy tego jądra z tych nukleonów, z których się ono składa. Inaczej rzecz ujmując, gdybyśmy chcieli podzielić jądro na pojedyncze, swobodne nukleony, to musielibyśmy dostarczyć energii o wartości niemniejszej niż energia wiązania.

Problem
Energia wiązania jądra $^{4} He$ jest nieco większa niż 28,5 MeV. Podczas syntezy helu w cyklu CNO wydziela się około 27 MeV energii. Rozstrzygnij, czy te dwie informacje wykluczają się wzajemnie, czy są ze sobą zgodne, a może nie ma między nimi żadnego związku? Wpisz swoje rozstrzygnięcie wraz z kilkuzdaniowym jakościowym uzasadnieniem i porównaj z wyjaśnieniem wzorcowym.

Dwie przytoczone Informacje są ze sobą powiązane i nie wykluczają się nawzajem. Energia wiązania $^{4} He$ dotyczy hipotetycznej syntezy tego jądra z dwóch protonów i dwóch neutronów, gdy wszystkie te cząstki w umownym stanie początkowym są swobodne. Synteza $^{4} He$ w cyklu CNO polega, efektywnie rzecz biorąc, na syntezie tego jądra z czterech protonów, które też można uznać za swobodne. Jest to inny zestaw substratów, o mniejszej masie w porównaniu z poprzednim zestawem. Dlatego mniejszej, że masa protonu jest nieco mniejsza od masy neutronu. Tak więc w cyklu CNO wydziela się mniej energii, niż w hipotetycznej syntezie, gdyż część energii zostaje pochłonięta podczas dwóch przemian protonu w neutron.

Film samouczek

Dla nauczyciela