ثانوية هواري بومدين ـ حاسي خليفة ـ السنة الدراسية 07/08
المستوى :3ع ت الأختبار الثلاثي الأول في العلوم الفيزيائية المدة :3 ساعة
التمرين الأول :
الدراسة التجريبية لتأثير العوامل الحركية في التحولات الكيميائية
نقوم بمزج حجم V1 من محلول يود البوتاسيوم تركيزه C1 مع حجم V2 من محلول بيروكسوديكبريتات البوتاسيوم تركيزه C2 و نضيف لهذا المزيج حجما V3 من الماء في بعض التجارب .
التحول الكيميائي الحادث ينمذج بالمعادلة التالية : S2O82-(aq) + 2I-(aq) = 2SO42-(aq) + I2(aq)
التجربة 1 2 3 4
حجم محلول يود البوتاسيوم V1 ب ml 15 10 10 15
حجم محلول بيروكسوديكبريتات البوتاسيوم V2ب ml 15 15 10 15
حجم الماء V3ب ml 05 10
درجة الحرارة ب CO 20 20 20 45
1) ما هي الثنائيات ox/red الداخلة في هذا التفاعل ؟ اكتب معادلاتها النصفية .
2) لماذا أضفنا الماء في بعض التجارب فقط ؟
3) كيف يمكنك أن تثبت عيانيا أن التفاعل في تجربة أسرع من تفاعل تجربة أخرى ؟
4) بين أن تفاعل التجربة (2) أبطأ من تفاعل التجربة (1) .
5) بين أن تفاعل التجربة (2) أسرع من تفاعل التجربة (3) .
6) هل تفاعل التجربة(1) أبطأ أم أسرع من تفاعل التجربة (4) ؟
التمرين الثاني :
يتفاعل محلول حمض كلور الهيدروجين مع الزنك وفق المعادلة التالية : 2H+(aq) = Zn2+(aq) +H2(g)+ Zn (s)
في اللحظة t = 0 نضع كتلة m = 1 g من الزنك في حوجلة و نضيف لها حجماV = 40 ml من محلول حمض كلور الهيدروجين تركيزه المولي C = 0.5 mol/l , ولمتابعة تطور التفاعل الكيميائي الحادث نقيس حجم غاز الهيدروجين 2VH المنطلق في الشرو ط التجريبية حيث الحجم المولي Vm = 25 l/mol ,فتحصلنا على النتائج التالية :
750 500 400 300 250 200 150 100 50 0 t (s)
200 170 154 132 120 104 86 64 36 0 v(ml)
1) ما هي نواتج هذا التفاعل ؟
2) احسب في كل لحظة t كمية المادة nH2 للهيدروجين و دوّن هذه النتائج في جدول .
3) احسب كميات المادة الإبتدائية للمتفاعلات .
4)انجز جدولا لتقدم التفاعل واستنتج العلاقة بين التقدم x و nH2 .
5)ارسم البيان x = f(t) .( استعمل مقياس الرسم 1cm→50s, 1cm→1mmol)
6)ما هي قيمة السرعة الحجمية للتفاعل في اللحظات t = 50 s و t = 400s ؟ ما ذا تلاحظ ؟ برر ذلك .
7)إذا كان التفاعل تاما فأوجد أ ـ المتفاعل المحد
ب ـ التقدم الأعظمي xmax .
ج ـ زمن نصف التفاعل t1/2 . تعطى M(Zn) = 65.4 g/mol
التمرين الثالث :
إن السيزيوم مشع و يبعث -β , و يتحول إلى أحد نظائر الباريوم .
1) اكتب معادلة هذا التفكك .
2) احسب λ ثابت النشاط الإشعاعي للسيزيوم 139 إذا كان دوره mn 7.2 =t1/2 تقريبا.
3) ما هو الزمن اللازم لتنخفض كتلة عينة m0 من السيزيوم إلى 1/10 من هذه الكتلة ؟
4) ما هو نشاط عينة من السيزيوم كتلتها m = 1 μg ؟ يعطى NA = 6.02 1023
التمرين الرابع :
غواصة وقود مفاعلها اليورانيوم المخصب (الغني بالنظير 235 ), نواة اليورانيوم لهذا النظير تقبل عدة انشطارات منها المبين في المعادلة التالية :
1) بين كيف يؤدي هذا التفاعل إلى تفاعل متسلسل ؟
2) أوجد التغير في الكتلة المرافق لإنشطار نواة اليورانيوم.
3) استنتج الطاقة المحررة أثناء هذا الإنشطار , وفي أي شكل تظهر هذه الطاقة ؟
4) نقبل بأن جميع الإنشطارات تتم وفق الكيفية السابقة فاحسب كتلة اليورانيوم المستهلكة خلال 30 يوما من طرف هذه الغواصة إذا كان مفاعلها ينتج استطاعة حرارية متوسطة قدرها 25Mw .
5) النواتان الناتجتان في هذا الإنشطار مشعتان و يصدران إشعاع –β .
أ) اكتب معادلات تفكك هاتين النواتين إذا كانت النواتان الابنان الناتجتان عن هذا التفكك هما على الترتيب اليود و النيوبيوم . ب)احسب الطاقة المحررة خلال كل تفكك وقارنها مع الطاقة المحررة أثناء الإنشطار ,ماذا تستنتج؟
تعطى
النيترون إلكترون النيوبيوم95 اليود138 تيلور138 زركونيوم95 اليورانيوم 235 اسم الفرد
Nb95 I138 Te138 Zr95 U235 رمز الفرد
1.00866 0.00055 94.88429 137.89324 137.90067 94.88604 234.99333 (u) m
مع تمنياتنا لكم بالتوفيق و النجاح أستاذ العلوم الفيزيائية
ثانوية هواري بومدين ـ حاسي خليفة ـ السنة الدراسية 07/08
المستوى :3ع ت تصحيح الأختبار الثلاثي الأول في العلوم الفيزيائية
التمرين الأول (4 ن)
1) الثائيات ox/red الداخلة في هذا التفاعل هي : (0.5ن) ( I-(aq)/I2(aq)) و (S2O82-(aq)/ SO42-(aq) ) و معادلاتها النصفية هي على الترتيب : (0.5ن) 2I-(aq) =I2(aq)+2e- و S2O82-(aq) + 2e- = 2SO42-(aq)
2) أضفنا الماء في بعض التجارب فقط للحصول على حجوم متساوية لمختلف الخلائط في التجارب الأربعة( حجم الوسط التفاعلي لمختلف التجارب) (0.5ن)
3) يمكننا أن نثبت عيانيا أن التفاعل في تجربة أسرع من تفاعل تجربة أخرى و ذلك بمقارنة الشدة اللونية لليود المتشكل حيث كلما أزدادت دكانة اللون الأسمر عرفنا أن التفاعل أسرع (1ن) .
4) تفاعل التجربة (2) أبطأ من تفاعل التجربة (1) و ذلك لأن :في الخليطين الأول و الثاني حجم محلول بيروكسو دي كبريتات البوتاسيوم v2= 15ml نفسه مما يعني أن لهما نفس التركيز ب S2O82-(aq) لكن حجم محلول يود البوتاسيوم V1 في الخليط الثاني( 10ml) أقل منه في الخليط الأول(15ml) مما يعني أن تركيز الخليط الثاني ب I-(aq) أقل من تركيز الخليط الأول و كل هذا من أجل حجم كلي للخليط 30ml وبالتالي كنتيجة لذلك يكون : تفاعل التجربة (2) أبطأ من تفاعل التجربة (1) . (0.5ن)
5) تفاعل التجربة (2) أسرع من تفاعل التجربة (3) و ذلك لأن :في الخليطين الثاني و الثالث حجم محلول يود البوتاسيوم V1 = 10ml نفسه و بالتالي تركيز الخليطين ب I-(aq) نفسه لكن حجم محلول بيروكسوديكبريتات البوتاسيوم 2 Vفي الخليط الثاني( 15ml) أكبر منه في الخليط الثالث(10ml) وبالتالي تركيز الخليط الثاني ب S2O82-(aq) أكبر من تركيز الخليط الثالث بنفس الشاردة و هذا من أجل حجم كليّ للخليط 30 ml و بالتالي يكون نتيجة لذلك : تفاعل التجربة (2) أسرع من تفاعل التجربة (3) . (0.5ن)
6) تفاعل التجربة(1) أبطأ من تفاعل التجربة (4) . (0.5ن)
التمرين الثاني : (6ن)
1)نواتج هذا التفاعل هي : شوارد الزنك الثنائية Zn2+(aq و غاز الهيدروجين H2(g) و الماء (l)H2O . (0.5ن)
2)حساب في كل لحظة t كمية المادة nH2 للهيدروجين و تدوّين هذه النتائج في جدول : لدينا Vm / 2VH nH2=
فنحصل على النتائج التالية (0.5ن)
750 500 400 300 250 200 150 100 50 0 t (s)
8 6.8 6.16 5.28 4.8 4.16 3.44 2.56 1.44 0 nH2mmol
3) حساب كميات المادة الإبتدائية للمتفاعلات : (ن0.5) C.V = 0.5 . 40 = 2.10-2 mol = n(H+) و
n(Zn)= 1/65.4 = 1.53 10-2 mol
4)انجاز جدول لتقدم التفاعل واستنتاج العلاقة بين التقدم x و nH2 :
١ـ جدول تقدم التفاعل (0.5ن)
2H+(aq) → Zn2+(aq) + H2(g) + Zn (s) معادلة التفاعل
n(H2) mol n (Zn2+) mol n(H+) mol n( Zn)mol حالة الجملة
0 0 2 10-2 1.53 10-2 ابتدائية
x x 2 10-2 -2x 1.53 10-2-x وسطية
xf xf 2 10-2 -2 xf 1.53 10-2-xf نهائية
٢ـ العلاقة بين التقدم x و nH2 : نلاحظ من خلال جدول تقدم التفاعل أن : (0.5ن) x = nH2 .
5)ارسم البيان x = f(t) .( باستعمل مقياس الرسم 1cm→50s, 1cm→1mmol) (0.5ن)
6) قيمة السرعة الحجمية للتفاعل في اللحظات :
١ـ t = 50 s :10-4 mol/l.s 5.88 v = (0.5ن)
٢ - t = 400s v = 1.95 10-4 mol/l.s (0.5ن)
نلاحظ أن السرعة الحجمية للتفاعل تناقصت (ن) وذلك لتناقص تركيز المتفاعلات (0.5ن).
7) إذا كان التفاعل تاما( Xf = Xmax) فإن :0 = 1.53 10-2-xf أو 0 = 2 10-2 -2 xf هذا يعني أن
Xmax= 1.53 10-2 molأو Xmax = 1.0 10-2 mol وقيمة Xmax التي تحقق المتراجحتين 0 Xmax≥ 1.53 10-2- و 0 2. 10-2 –Xmax ≥ هي (0.5ن) Xmax = 1.0 10-2 mol إذا المتفاعل المحد هو شوارد H+ (0.5ن).
أما زمن نصف التفاعل فهو الزمن الموافق ل : X = Xmax/2 = 5. 10-3 mol و من المنحنى نجده حوالي : t1/2= 270 s (0.5ن)
التمرين الثالث : (4ن)
1) كتابة معادلة هذا التفكك : (1ن)
2) حساب ثابت λ ثابت النشاط الإشعاعي : (1ن)
3) الزمن اللازم لتنخفض كتلة من السيزيوم إلى عشرها هو: m= m0
هذا يعني أن (1ن) t=
4) نشاط كتلة من السيزيوم m=1μg
أـ حساب N عدد الأنوية في هذه العينة : N =
ب ـ النشاط A إذا هو : (1ن) A= λ.N = 1.6 10-3 * 4.3 1015 = 6.88 1012Bq
التمرين الرابع : (6ن)
1) يؤدي هذا التفاعل إلى تفاعل متسلسل وذلك لأنه ينتج 3 نيترونات كل نيترون يمكن أن يحقق انشطار نواة يورانيوم وينتج لنا 3 نيترونات أخرى يمكن لكل منها أن يؤدي نفس الدور و هكذا يتسلسل التفاعل النووي . (1ن)
2) إيجاد m Δ التغير في الكتلة المرافق لإنشطار نواة اليورانيوم : (1ن)
m= mi – mf = m( 235U)- m( 95Zr)- m(138Te )- 2m( e-) = 0.1893 u Δ
3) استنتاج Elib الطاقة المحررة أثناء هذا الإنشطار :
Elib= Δm .C2 = 0.1893. 931.5 = 176.33 Mev = 2.82 10-11 J (0.5ن)
تظهر هذه الطاقة في شكل طاقة حركية للنيترونات و طاقة إشعاعية ( طاقة إشعاع γ ) (0.5ن)
4) حساب m كتلة اليورانيوم المستهلكة خلال 30 يوما من طرف هذه الغواصة :
أ ـ حساب الطاقة التي ينتجها المفاعل خلال شهر :
j Etotal= P.t = 25 106 .(30.24.3600)= 6.48 1013
الطريقة الأولى : ب ـ كتلة نواة واحدة من اليورانيوم هي : 3.9 10-25kg تنتج بانشطارها طاقة قدرها
2.82 10-11j
إذا يمكن القول أن : 3.9 10-25kg → 2.82 10-11j
m → 6.48 1013 j
=> m = (3.9 10-25 * 6.48 1013)/(2.82 10-11) = 0.896 kg
الطريقة الثانية :ب ـ حساب N عدد أنوية اليورانيوم المستهلكة لإنتاج هذه الطاقة :
ج ـ حساب m كتلة اليورانيوم المستهلكة خلال 30 يوما من طرف هذه الغواصة :
m= N .mat = (1ن)
5) أ ـ كتابة معادلات التفكك : (1ن)
ب ـحساب الطاقة المحررة أثناء تفكك (0.25ن) , (0.25ن)
ΔE1= Δm C2 = m( 95Zr) -m(95Nb)-m(e-) = 0.0012* 931.5 = 1.12 Mev
ΔE2= ΔmC2 = ( mi - mf ) C2 = 0.00688*931.5 = 6.4 Mev
نلاحظ أن هذه الطاقة صغيرة جدا أمام الطاقة المحررة أثناء الإنشطار و بالتالي تهمل هذه الطاقة أمام طاقة الإنشطار . (0.5ن)
المستوى :3ع ت الأختبار الثلاثي الأول في العلوم الفيزيائية المدة :3 ساعة
التمرين الأول :
الدراسة التجريبية لتأثير العوامل الحركية في التحولات الكيميائية
نقوم بمزج حجم V1 من محلول يود البوتاسيوم تركيزه C1 مع حجم V2 من محلول بيروكسوديكبريتات البوتاسيوم تركيزه C2 و نضيف لهذا المزيج حجما V3 من الماء في بعض التجارب .
التحول الكيميائي الحادث ينمذج بالمعادلة التالية : S2O82-(aq) + 2I-(aq) = 2SO42-(aq) + I2(aq)
التجربة 1 2 3 4
حجم محلول يود البوتاسيوم V1 ب ml 15 10 10 15
حجم محلول بيروكسوديكبريتات البوتاسيوم V2ب ml 15 15 10 15
حجم الماء V3ب ml 05 10
درجة الحرارة ب CO 20 20 20 45
1) ما هي الثنائيات ox/red الداخلة في هذا التفاعل ؟ اكتب معادلاتها النصفية .
2) لماذا أضفنا الماء في بعض التجارب فقط ؟
3) كيف يمكنك أن تثبت عيانيا أن التفاعل في تجربة أسرع من تفاعل تجربة أخرى ؟
4) بين أن تفاعل التجربة (2) أبطأ من تفاعل التجربة (1) .
5) بين أن تفاعل التجربة (2) أسرع من تفاعل التجربة (3) .
6) هل تفاعل التجربة(1) أبطأ أم أسرع من تفاعل التجربة (4) ؟
التمرين الثاني :
يتفاعل محلول حمض كلور الهيدروجين مع الزنك وفق المعادلة التالية : 2H+(aq) = Zn2+(aq) +H2(g)+ Zn (s)
في اللحظة t = 0 نضع كتلة m = 1 g من الزنك في حوجلة و نضيف لها حجماV = 40 ml من محلول حمض كلور الهيدروجين تركيزه المولي C = 0.5 mol/l , ولمتابعة تطور التفاعل الكيميائي الحادث نقيس حجم غاز الهيدروجين 2VH المنطلق في الشرو ط التجريبية حيث الحجم المولي Vm = 25 l/mol ,فتحصلنا على النتائج التالية :
750 500 400 300 250 200 150 100 50 0 t (s)
200 170 154 132 120 104 86 64 36 0 v(ml)
1) ما هي نواتج هذا التفاعل ؟
2) احسب في كل لحظة t كمية المادة nH2 للهيدروجين و دوّن هذه النتائج في جدول .
3) احسب كميات المادة الإبتدائية للمتفاعلات .
4)انجز جدولا لتقدم التفاعل واستنتج العلاقة بين التقدم x و nH2 .
5)ارسم البيان x = f(t) .( استعمل مقياس الرسم 1cm→50s, 1cm→1mmol)
6)ما هي قيمة السرعة الحجمية للتفاعل في اللحظات t = 50 s و t = 400s ؟ ما ذا تلاحظ ؟ برر ذلك .
7)إذا كان التفاعل تاما فأوجد أ ـ المتفاعل المحد
ب ـ التقدم الأعظمي xmax .
ج ـ زمن نصف التفاعل t1/2 . تعطى M(Zn) = 65.4 g/mol
التمرين الثالث :
إن السيزيوم مشع و يبعث -β , و يتحول إلى أحد نظائر الباريوم .
1) اكتب معادلة هذا التفكك .
2) احسب λ ثابت النشاط الإشعاعي للسيزيوم 139 إذا كان دوره mn 7.2 =t1/2 تقريبا.
3) ما هو الزمن اللازم لتنخفض كتلة عينة m0 من السيزيوم إلى 1/10 من هذه الكتلة ؟
4) ما هو نشاط عينة من السيزيوم كتلتها m = 1 μg ؟ يعطى NA = 6.02 1023
التمرين الرابع :
غواصة وقود مفاعلها اليورانيوم المخصب (الغني بالنظير 235 ), نواة اليورانيوم لهذا النظير تقبل عدة انشطارات منها المبين في المعادلة التالية :
1) بين كيف يؤدي هذا التفاعل إلى تفاعل متسلسل ؟
2) أوجد التغير في الكتلة المرافق لإنشطار نواة اليورانيوم.
3) استنتج الطاقة المحررة أثناء هذا الإنشطار , وفي أي شكل تظهر هذه الطاقة ؟
4) نقبل بأن جميع الإنشطارات تتم وفق الكيفية السابقة فاحسب كتلة اليورانيوم المستهلكة خلال 30 يوما من طرف هذه الغواصة إذا كان مفاعلها ينتج استطاعة حرارية متوسطة قدرها 25Mw .
5) النواتان الناتجتان في هذا الإنشطار مشعتان و يصدران إشعاع –β .
أ) اكتب معادلات تفكك هاتين النواتين إذا كانت النواتان الابنان الناتجتان عن هذا التفكك هما على الترتيب اليود و النيوبيوم . ب)احسب الطاقة المحررة خلال كل تفكك وقارنها مع الطاقة المحررة أثناء الإنشطار ,ماذا تستنتج؟
تعطى
النيترون إلكترون النيوبيوم95 اليود138 تيلور138 زركونيوم95 اليورانيوم 235 اسم الفرد
Nb95 I138 Te138 Zr95 U235 رمز الفرد
1.00866 0.00055 94.88429 137.89324 137.90067 94.88604 234.99333 (u) m
مع تمنياتنا لكم بالتوفيق و النجاح أستاذ العلوم الفيزيائية
ثانوية هواري بومدين ـ حاسي خليفة ـ السنة الدراسية 07/08
المستوى :3ع ت تصحيح الأختبار الثلاثي الأول في العلوم الفيزيائية
التمرين الأول (4 ن)
1) الثائيات ox/red الداخلة في هذا التفاعل هي : (0.5ن) ( I-(aq)/I2(aq)) و (S2O82-(aq)/ SO42-(aq) ) و معادلاتها النصفية هي على الترتيب : (0.5ن) 2I-(aq) =I2(aq)+2e- و S2O82-(aq) + 2e- = 2SO42-(aq)
2) أضفنا الماء في بعض التجارب فقط للحصول على حجوم متساوية لمختلف الخلائط في التجارب الأربعة( حجم الوسط التفاعلي لمختلف التجارب) (0.5ن)
3) يمكننا أن نثبت عيانيا أن التفاعل في تجربة أسرع من تفاعل تجربة أخرى و ذلك بمقارنة الشدة اللونية لليود المتشكل حيث كلما أزدادت دكانة اللون الأسمر عرفنا أن التفاعل أسرع (1ن) .
4) تفاعل التجربة (2) أبطأ من تفاعل التجربة (1) و ذلك لأن :في الخليطين الأول و الثاني حجم محلول بيروكسو دي كبريتات البوتاسيوم v2= 15ml نفسه مما يعني أن لهما نفس التركيز ب S2O82-(aq) لكن حجم محلول يود البوتاسيوم V1 في الخليط الثاني( 10ml) أقل منه في الخليط الأول(15ml) مما يعني أن تركيز الخليط الثاني ب I-(aq) أقل من تركيز الخليط الأول و كل هذا من أجل حجم كلي للخليط 30ml وبالتالي كنتيجة لذلك يكون : تفاعل التجربة (2) أبطأ من تفاعل التجربة (1) . (0.5ن)
5) تفاعل التجربة (2) أسرع من تفاعل التجربة (3) و ذلك لأن :في الخليطين الثاني و الثالث حجم محلول يود البوتاسيوم V1 = 10ml نفسه و بالتالي تركيز الخليطين ب I-(aq) نفسه لكن حجم محلول بيروكسوديكبريتات البوتاسيوم 2 Vفي الخليط الثاني( 15ml) أكبر منه في الخليط الثالث(10ml) وبالتالي تركيز الخليط الثاني ب S2O82-(aq) أكبر من تركيز الخليط الثالث بنفس الشاردة و هذا من أجل حجم كليّ للخليط 30 ml و بالتالي يكون نتيجة لذلك : تفاعل التجربة (2) أسرع من تفاعل التجربة (3) . (0.5ن)
6) تفاعل التجربة(1) أبطأ من تفاعل التجربة (4) . (0.5ن)
التمرين الثاني : (6ن)
1)نواتج هذا التفاعل هي : شوارد الزنك الثنائية Zn2+(aq و غاز الهيدروجين H2(g) و الماء (l)H2O . (0.5ن)
2)حساب في كل لحظة t كمية المادة nH2 للهيدروجين و تدوّين هذه النتائج في جدول : لدينا Vm / 2VH nH2=
فنحصل على النتائج التالية (0.5ن)
750 500 400 300 250 200 150 100 50 0 t (s)
8 6.8 6.16 5.28 4.8 4.16 3.44 2.56 1.44 0 nH2mmol
3) حساب كميات المادة الإبتدائية للمتفاعلات : (ن0.5) C.V = 0.5 . 40 = 2.10-2 mol = n(H+) و
n(Zn)= 1/65.4 = 1.53 10-2 mol
4)انجاز جدول لتقدم التفاعل واستنتاج العلاقة بين التقدم x و nH2 :
١ـ جدول تقدم التفاعل (0.5ن)
2H+(aq) → Zn2+(aq) + H2(g) + Zn (s) معادلة التفاعل
n(H2) mol n (Zn2+) mol n(H+) mol n( Zn)mol حالة الجملة
0 0 2 10-2 1.53 10-2 ابتدائية
x x 2 10-2 -2x 1.53 10-2-x وسطية
xf xf 2 10-2 -2 xf 1.53 10-2-xf نهائية
٢ـ العلاقة بين التقدم x و nH2 : نلاحظ من خلال جدول تقدم التفاعل أن : (0.5ن) x = nH2 .
5)ارسم البيان x = f(t) .( باستعمل مقياس الرسم 1cm→50s, 1cm→1mmol) (0.5ن)
6) قيمة السرعة الحجمية للتفاعل في اللحظات :
١ـ t = 50 s :10-4 mol/l.s 5.88 v = (0.5ن)
٢ - t = 400s v = 1.95 10-4 mol/l.s (0.5ن)
نلاحظ أن السرعة الحجمية للتفاعل تناقصت (ن) وذلك لتناقص تركيز المتفاعلات (0.5ن).
7) إذا كان التفاعل تاما( Xf = Xmax) فإن :0 = 1.53 10-2-xf أو 0 = 2 10-2 -2 xf هذا يعني أن
Xmax= 1.53 10-2 molأو Xmax = 1.0 10-2 mol وقيمة Xmax التي تحقق المتراجحتين 0 Xmax≥ 1.53 10-2- و 0 2. 10-2 –Xmax ≥ هي (0.5ن) Xmax = 1.0 10-2 mol إذا المتفاعل المحد هو شوارد H+ (0.5ن).
أما زمن نصف التفاعل فهو الزمن الموافق ل : X = Xmax/2 = 5. 10-3 mol و من المنحنى نجده حوالي : t1/2= 270 s (0.5ن)
التمرين الثالث : (4ن)
1) كتابة معادلة هذا التفكك : (1ن)
2) حساب ثابت λ ثابت النشاط الإشعاعي : (1ن)
3) الزمن اللازم لتنخفض كتلة من السيزيوم إلى عشرها هو: m= m0
هذا يعني أن (1ن) t=
4) نشاط كتلة من السيزيوم m=1μg
أـ حساب N عدد الأنوية في هذه العينة : N =
ب ـ النشاط A إذا هو : (1ن) A= λ.N = 1.6 10-3 * 4.3 1015 = 6.88 1012Bq
التمرين الرابع : (6ن)
1) يؤدي هذا التفاعل إلى تفاعل متسلسل وذلك لأنه ينتج 3 نيترونات كل نيترون يمكن أن يحقق انشطار نواة يورانيوم وينتج لنا 3 نيترونات أخرى يمكن لكل منها أن يؤدي نفس الدور و هكذا يتسلسل التفاعل النووي . (1ن)
2) إيجاد m Δ التغير في الكتلة المرافق لإنشطار نواة اليورانيوم : (1ن)
m= mi – mf = m( 235U)- m( 95Zr)- m(138Te )- 2m( e-) = 0.1893 u Δ
3) استنتاج Elib الطاقة المحررة أثناء هذا الإنشطار :
Elib= Δm .C2 = 0.1893. 931.5 = 176.33 Mev = 2.82 10-11 J (0.5ن)
تظهر هذه الطاقة في شكل طاقة حركية للنيترونات و طاقة إشعاعية ( طاقة إشعاع γ ) (0.5ن)
4) حساب m كتلة اليورانيوم المستهلكة خلال 30 يوما من طرف هذه الغواصة :
أ ـ حساب الطاقة التي ينتجها المفاعل خلال شهر :
j Etotal= P.t = 25 106 .(30.24.3600)= 6.48 1013
الطريقة الأولى : ب ـ كتلة نواة واحدة من اليورانيوم هي : 3.9 10-25kg تنتج بانشطارها طاقة قدرها
2.82 10-11j
إذا يمكن القول أن : 3.9 10-25kg → 2.82 10-11j
m → 6.48 1013 j
=> m = (3.9 10-25 * 6.48 1013)/(2.82 10-11) = 0.896 kg
الطريقة الثانية :ب ـ حساب N عدد أنوية اليورانيوم المستهلكة لإنتاج هذه الطاقة :
ج ـ حساب m كتلة اليورانيوم المستهلكة خلال 30 يوما من طرف هذه الغواصة :
m= N .mat = (1ن)
5) أ ـ كتابة معادلات التفكك : (1ن)
ب ـحساب الطاقة المحررة أثناء تفكك (0.25ن) , (0.25ن)
ΔE1= Δm C2 = m( 95Zr) -m(95Nb)-m(e-) = 0.0012* 931.5 = 1.12 Mev
ΔE2= ΔmC2 = ( mi - mf ) C2 = 0.00688*931.5 = 6.4 Mev
نلاحظ أن هذه الطاقة صغيرة جدا أمام الطاقة المحررة أثناء الإنشطار و بالتالي تهمل هذه الطاقة أمام طاقة الإنشطار . (0.5ن)
