Задача по электродинамике №235

Определить массу m  радиоактивного полония 210 84 Po  , при распаде которого в течение t =3  ч, образовался гелий 4 2He  , занимающий при температуре τ  = 300 К и давлении p= 105  Па объем V = 4 ⋅10−6  м3.  Период полураспада P o  равен T = 138  сут. Молярная масса гелия M = 0,004  кг/моль, универсальная газовая постоянная R = 8,3  Дж/(моль⋅ К). Считать образующийся гелий идеальным газом.

При α  — распаде 210 84 P o  образуются ядра гелия. Т.е. каждому распавшемуся атому 210 84 Po  можно поставить в соответствие образовавшийся атом 42He  . По закону радиоактивного распада:

          t N = N0 ⋅2− T ,

где N  – число нераспавшихся атомов, N0  – начальное количество атомов.
Тогда количество распавшихся атомов (число получившихся атомов гелия):

                     (        )                            −-t NHe = ΔN = N0− N = N0(1 − 2 T ) . (1)

Количество получившегося гелия равно:

     N νHe =-NHe,  (2)        a

где Na  – число Авогадро.
По закону Менделеева–Клапейрона:

pV = νHeRτ ⇒ νHe = pV-. (3)                   R τ

Начальное количество атомов равно:

νPo = N0-= -m--⇒  N0 = mNa-, (4)      Na   MPo        MPo

где MPo  – молярная масса полония.
Подставим (2), (3) и (4) в (1):

            (      t) pV-Na = Nam (1 − 2− T) ⇒ Rτ      MPo

m = ---(pVMPo--)- = --105⋅4-⋅1(0−6-⋅210⋅10−3)-≈ 54 г             − t-                 −---3--     R τ(1 − 2 T)    8,31 ⋅300(1 − 2 138⋅24)

Оцените статью
Я решу все!