Problema 40 Capítulo 44 Física Serway. 7 edición

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SOLUCIÓN DE EJERCICIOS

FÍSICA PARA CIENCIAS E INGENIERÍA  – SERWAY

SOLUCIÓN PROBLEMA 40 CAPÍTULO 44 FÍSICA SERWAY

40. Después de determinar que el Sol existe desde hace cientos de millones de años, pero antes del descubrimiento de la física nuclear, los científicos no podían explicar por qué el Sol continuaba ardiendo durante un intervalo de tiempo tan prolongado. Por ejemplo, si fuese un fuego de carbón, se habría extinguido en aproximadamente 3000 años. Suponga que el Sol, cuya masa es 1.99 X 10³⁰ kg, originalmente consistía por completo en hidrógeno y su potencia de salida total es 3.85 X 10²⁶ W. a) Si supone que el mecanismo generador de energía del Sol es la fusión de hidrógeno en helio mediante la reacción neta

4(¹₁H) + 2(e^–) → ⁴₂He + 2v + y

calcule la energía (en joules) entregada por esta reacción. d) Determine cuántos átomos de hidrógeno constituyen al Sol. Considere que la masa de un átomo de hidrógeno es 1.67 X 10^-27 kg. c) Si la potencia de salida total permanece constante, ¿después de qué intervalo de tiempo todo el hidrógeno se convertirá en helio y hará que muera el Sol? El tiempo de vida real proyectado del Sol es aproximadamente 10 mil millones de años, porque sólo el hidrógeno, un núcleo relativamente pequeño, está disponible como combustible. Sólo en el núcleo hay temperaturas y densidades suficientemente altas para que la reacción de fusión sea autosostenible.

Solución:

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