Рассчитайте энергию, выделяющуюся при синтезе одного грамма кислорода-16 из углерода-12.

Для расчета энергии, выделяющейся при синтезе одного грамма кислорода-16 из углерода-12, можно использовать известную разницу в массе между реагентами и продуктами реакции синтеза, а также соотношение массы и энергии, выделяющейся при ядерных реакциях.

Углерод-12 обладает массой 12 единиц, а кислород-16 — массой 16 единиц. Разница в массе между углеродом и кислородом составляет 4 единицы.

Для расчета энергии, выделяющейся при синтезе одного грамма кислорода-16 из углерода-12, можно воспользоваться добро известной формулой Эйнштейна:

E = Δm * c^2,

где E — энергия, выделяющаяся или поглощаемая в реакции (Дж), Δm — изменение массы в реакции (кг), c — скорость света в вакууме (3 * 10^8 м/с).

1. Расчитаем массу одного атома (12 г/моль для углерода-12 и 16 г/моль для кислорода-16) с помощью формулы m = molar mass / Avogadro’s number = (12 g/mol) / 6.022 x 10^23 = 1.99 x 10^-26 kg для углерода и (16 g/mol) / 6.022 x 10^23 = 2.66 x 10^-26 kg для кислорода.
2. Теперь рассчитаем изменение массы Δm = m_кислород — m_углерод = 2.66 x 10^-26 — 1.99 x 10^-26 = 0.67 x 10^-26 kg.
3. Подставим значение Δm в формулу Эйнштейна E = Δm * c^2 и вычислим энергию выделяемую при синтезе одного атома кислорода-16:

E = 0.67 x 10^-26 * (3 x 10^8)^2 = 6.03 x 10^-11 J.

Таким образом, энергия, выделяющаяся при синтезе одного грамма кислорода-16 из углерода-12, составляет 6.03 x 10^-11 Дж.