FísicaFácilCuestión · 1 pts

Núcleo atómico y reacciones nucleares

Castilla-La Mancha · 2019 · Julio · Opción A
Enunciado
Las estrellas son generadores de energía gracias a procesos de fusión nuclear. El principal de estos procesos, considerado globalmente, es el que combina 4 núcleos de hidrógeno para dar como resultado un núcleo de helio. ¿Puede afirmarse que la suma de las masas de 4 núcleos de hidrógeno es mayor que la masa de un núcleo de helio? Explicar razonadamente.
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Resultado
  Sıˊ: 4 mH>mHe; la diferencia de masa se libera como energıˊa, E=Δm c2  \boxed{\;\text{Sí: } 4\,m_{\text{H}} > m_{\text{He}};\ \text{la diferencia de masa se libera como energía, } E = \Delta m\,c^2\;}
Ver la solución paso a pasoestrategia, desarrollo y consejo
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Estrategia

En una reacción nuclear que libera energía, la masa de los productos es menor que la de los reactivos; la diferencia se convierte en energía según E=Δm c2E = \Delta m\,c^2.
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Desarrollo

Sí. La fusión del hidrógeno en helio libera energía (es la que hace brillar las estrellas). Por la equivalencia masa-energía de Einstein, esa energía procede de una disminución de la masa:E=(4 mH−mHe)c2>0⟹4 mH>mHeE = \left(4\,m_{\text{H}} - m_{\text{He}}\right) c^2 > 0 \quad\Longrightarrow\quad 4\,m_{\text{H}} > m_{\text{He}}La diferencia es el defecto de masa: en torno al 0,7 %0{,}7\,\% de la masa inicial, unos 26,7 MeV26{,}7\,\text{MeV} por cada núcleo de helio formado. Se debe a que el helio-4 es un núcleo muy estable, con una energía de enlace por nucleón mucho mayor que la del hidrógeno.
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Consejo

En cualquier reacción nuclear que libera energía, los productos tienen menos masa que los reactivos. Si la reacción absorbiera energía, sería al revés.
Paso 1 de 3
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