Консультация # 202413: Здравствуйте! Прошу помощи в решении задачи: Концентрация 14C (изотоп углерода) в живых растениях соответствует 14,0 распадам в минуту на один грамм углерода. Период полураспада 14C равен 5730 лет. Оцените долю атомов 14 C от общего их числа в 1 грамме углерода в живых растениях. Молярная масса углерода согласно периодической таблице Менделе...
Концентрация 14C (изотоп углерода) в живых растениях соответствует 14,0 распадам в минуту на один грамм углерода. Период полураспада 14C равен 5730 лет. Оцените долю атомов 14 C от общего их числа в 1 грамме углерода в живых растениях. Молярная масса углерода согласно периодической таблице Менделеева m=12,01115 г/моль.
Условие: Период полураспада 14C равен Tc = 5730 лет, Молярная масса углерода M = 12,011 г/моль, Концентрация K = 14,0 распадов в минуту на 1 гр углерода. Вычислить долю атомов 14C от общего их числа в 1 грамме углерода.
Решение: Кто забыл расчёт полу-распада, читаем учебник "Физика в средней школе" (АксеновичЛА, РакинаНН…) rfpro.ru/d/13179.pdf (Ссылка1) . Аннотирую стр 614 : "Период полураспада - это промежуток времени Т, в течение кот-го распадается половина первоначального количества ядер. Если в начальный момент времени t0 = 0 было N0 радиоактивных ядер, то ч-з промежуток времени, равный периоду полу-распада T , число нераспавшихся ядер N1 = N0 / 2 . Спустя ещё такой же промежуток времени… Остаток НЕрас
павшихся ядер N = N0·2-t/T - закон радиоактивного распада, установленного Ф.Содди."
Формула Содди в нашей задаче имеет связанные значения N и N0 : N = N0 - K , t = 1 минута, а T = Tc = 5730 лет означает Tm = 5730·365·24·60 = минут. Теперь мы можем вычислить кол-во тяжёлых атомов 14C, содержащихся в одном грамме углерода. Для этого надо решить уравнение N0 - K = N0·2-t/T Вы можете решать эти чудовищные числа любым удобным Вам способом (в тч используя OnLine-калькуляторы). Я люблю вычислять в популярном приложении Маткад (ссылка2) . Маткад избавляет меня от частых ошибок. Маткад-скриншот с вычислениями прилагаю . Я добавил в скрин подробные комментарии зелёным цветом. Маткад возвратил N0 = 6,083·1010 - столько "тяжёлых" ат
омов-изотопов в 1 гр углерода. В одном моле любого вещества содержится кол-во атомов NA = 6,022·1023 [1/моль] - огромное число Авогадро. Кол-во молей углерода в одном грамме углерода : Nm = 1г / M = 1г / 12,011 (г/моль) = 0,083 моль/гр. Кол-во атомов обычного углерода в одном грамме углерода : Nc = NA·Nm = 5,014·1022 Ответ : Доля тяжёлых изотопов 14C от общего числа атомов углерода: N0 / Nc = 1,213·10-12 , что соответствует данным 1,5·10-12, приведенным в научно-популярной статье ru.wikipedia.org/wiki/Углерод-14 (Ссылка3) .
Консультировал: Алексеев Владимир Николаевич (Мастер-Эксперт)
Дата отправки: 24.03.2022, 12:15Спасибо большое за подробное разъяснение! ----- Дата оценки: 25.03.2022, 18:59
Команда портала RFPRO.RU благодарит Вас за то, что Вы пользуетесь нашими услугами. Вы только что прочли очередной выпуск рассылки. Мы старались.
Пожалуйста, оцените его. Если совет помог Вам, если Вам понравился ответ, Вы можете поблагодарить автора -
для этого в каждом ответе есть специальные ссылки. Вы можете оставить отзыв о работе портале. Нам очень важно знать Ваше мнение.
Вы можете поближе познакомиться с жизнью портала, посетив наш форум, почитав журнал,
который издают наши эксперты. Если у Вас есть желание помочь людям, поделиться своими знаниями, Вы можете зарегистрироваться экспертом.
Заходите - у нас интересно!