Practica por temas

Explique en qué consisten las reacciones de fusión y fisión nucleares y comente el origen de la energía que producen.

En la bomba de hidrógeno se produce una reacción nuclear en la que se forma helio $\ce{^{4}_{2}He}$ a partir de deuterio $\ce{^{2}_{1}H}$ y de tritio $\ce{^{3}_{1}H}$. Escriba la reacción nuclear y calcule la energía liberada en la formación de un núcleo de helio.

Razone cuáles de los siguientes productos podrían ser el resultado de la fisión de $\ce{^{235}_{92}U}$ tras absorber un neutrón: i) $\ce{^{209}_{82}Pb} + 5\alpha + 2p + 5n$ ii) $\ce{^{90}_{38}Sr} + \ce{^{140}_{54}Xe} + 6n$

Considere la siguiente reacción nuclear de fusión: $$\ce{^{A}_{Z}Li + ^{1}_{1}H -> 2 ^{4}_{2}He}$$ i) Determine de manera razonada el número másico y el número atómico del núcleo de Litio. ii) Calcule la energía liberada en la reacción por cada núcleo de Litio.

$n$, siendo $n = 0, 1, 2, 3 \dots$ y medido en el SI

Discuta razonadamente la veracidad de las siguientes afirmaciones: i) cuando en una transformación radiactiva se emite una partícula alfa, se obtiene un núcleo cuyo número másico es dos unidades menor y su número atómico es cuatro unidades menor; ii) cuando en una transformación radiactiva se emite una partícula beta negativa, se obtiene un núcleo cuyo número atómico es una unidad mayor y no varía su número másico.

Se comprueba experimentalmente que una célula fotoeléctrica comienza a emitir electrones cuando sobre ella incide radiación de longitud de onda $2 \cdot 10^{-7}\,\text{m}$. Posteriormente, se ilumina la superficie de la célula con luz de frecuencia $4{,}5 \cdot 10^{15}\,\text{Hz}$. i) Calcule el trabajo de extracción de la célula y la frecuencia umbral; ii) calcule la energía cinética máxima de los fotoelectrones emitidos y su velocidad.

Un electrón, inicialmente en reposo, es acelerado al aplicar una diferencia de potencial de $4\,\text{kV}$. i) Calcule razonadamente su energía cinética, su momento lineal y su longitud de onda de De Broglie. ii) Posteriormente se aceleran protones, inicialmente en reposo, utilizando la misma diferencia de potencial. Determine la longitud de onda asociada a los protones.