COMPOSITION 2 Exercice 3 : Du Big Bang aux éléments chimiques (7 points) 1.1. La dernière phrase du texte fait allusion à l'équivalence entre masse et énergie. 1.2. E = m.c² E énergie de masse en joules (J) masse en kilogrammes (kg) c célérité de la lumière en m.s–1 2. E = 2me.c² E = 2×9,11×10–31×(2,998×108)² E = 1,64×10–13 J on divise le résultat précédent par 1,602×10–19 pour l’exprimer en eV E = 1,02 MeV 2 3. Composition d'un noyau de deutérium 1H : Z =1 donc il contient un proton et A–Z = 1 et il donc contient aussi 1 neutron. 0 4.1. 1e représente un positron, antiparticule de l'électron. 4.2. Il s'agit d'une réaction de fusion thermonucléaire. 4.3. Au cours d'une transformation nucléaire, il y a conservation du nombre de nucléons et du nombre de charges. 4.4. perte de masse = ∆m = Σ minitiales – Σ mfinales = 4mH – (mHe + 2me ) = 4 × 1,6726×10–27 – (6,6447×10–27 + 2×9,11×10–31) = 4 × 16726×10–31 – (66447×10–31 + 18,22×10–31) = 4×16726×10–31 – ((66447+18)×10–31) = 439×10–31 kg = 4,39×10–29 kg × Remarque : la variation de masse est négative ( Σ mfinales – Σ minitiales), elle est opposée à la perte de masse. 4 5. Une particule α est un noyau d'hélium 2 He . Le processus est appelé triple alpha car il y a fusion de trois noyaux d'hélium (particules α) 6.1. L'énergie de liaison est l'énergie qu'il faut fournir à un noyau pris au repos pour le dissocier en ses nucléons séparés eux mêmes au repos. El = ∆m.c² où ∆m représente le défaut de masse (masse des nucléons séparés – masse du noyau) El est positive, ∆m est positif El s'exprime en J ou en MeV. El 92,2 6.2. Pour le carbone 12: = = 7,68 MeV/nucléon A 12 El 6.3. Le noyau de fer est le plus stable, il possède la plus élevée. Il faut fournir plus d'énergie au noyau A pour parvenir à le dissocier en ses nucléons isolés. 6.4.1. El El Domaine 1: Quand A augmente, alors A A augmente. Donc la stabilité des noyaux augmente. Domaine 2: Quand A augmente alors varie peu. Les noyaux sont stables. Domaine 3: Quand A augmente,