Công suất bức xạ toàn phần của Mặt Trời là P = 3,9.1026 W. Phản ứng hạt nhân trong lòng Mặt Trời là phản ứng tổng hợp hiđrô thành heli và lượng heli tạo thành trong một năm (365 ngày) là 1,945.1019 kg. Khối lượng hiđrô tiêu thụ một năm trên Mặt Trời xấp xỉ bằng A.  1, 958.1019 kg. B. 0, 9725.10 19 kg.   C. 3,89.10 19 kg. D. 1, 945.1019 kg.
Mình đang cần sự trợ giúp của các cao nhân! Ai có thể dành chút thời gian giúp mình giải quyết câu hỏi khó này được không?

Phương pháp giải:

Để tính khối lượng hiđrô tiêu thụ một năm trên Mặt Trời, ta sử dụng công thức sau:

Khối lượng hiđrô tiêu thụ = (Lượng heli tạo thành trong 1 năm) / 2

Vì trong phản ứng hạt nhân hiđrô thành heli, mỗi phân tử heli được tạo ra từ 4 phân tử hiđrô, nên cần chia cho 2 để lấy ra khối lượng hiđrô.

Câu trả lời cho câu hỏi trên là: A. 1, 958.10^19 kg.

Cách giải khác:
Ta cũng có thể tính khối lượng hiđrô tiêu thụ bằng cách chia công suất bức xạ toàn phần của Mặt Trời cho năng lượng cần thiết để tạo ra 1 kg heli từ hiđrô.

Quá trình tổng hợp hiđrô thành heli cần năng lượng là khoảng 26,7 MeV (mega electron volt) hoặc 4,276.10^-12 J.

Khối lượng hiđrô tiêu thụ mỗi giây là: P / e = 3,9.10^26 / 4,276.10^-12 ≈ 9,125.10^37 kg/s.

Vậy khối lượng hiđrô tiêu thụ trong 1 năm (365 ngày) là: 9,125.10^37 x 365 x 24 x 3600 ≈ 1,958.10^19 kg.

Do đó, câu trả lời cho câu hỏi trên vẫn là A. 1, 958.10^19 kg.

Để tính khối lượng hiđrô tiêu thụ một năm trên Mặt Trời, ta sử dụng công thức khối lượng hiđrô = lượng heli tạo thành x tỉ lệ hiđrô trong heli. Với tỉ lệ hiđrô trong heli là 25%, ta có: Khối lượng hiđrô tiêu thụ một năm = 1,945.10^19 kg x 0,25 = 4,8625.10^18 kg.

Dựa vào công suất bức xạ toàn phần của Mặt Trời, ta biết rằng phản ứng hạt nhân tổng hợp hiđrô thành heli cung cấp công suất này. Với lượng heli tạo thành trong một năm là 1,945.10^19 kg, ta có: Công suất sản xuất heli trong một năm = Lượng heli tạo thành x năng lượng phân rã heli. Từ đó suy ra lượng hiđrô tiêu thụ một năm là 1,945.10^19 kg.

Tính khối lượng hiđrô tiêu thụ bằng cách lấy lượng heli tạo thành trong một năm chia cho số mol heli tạo thành từ lượng hiđrô đó. Ta có: Khối lượng mol heli (Heli có khối lượng 4 g/mol) = (1,945.10^19 kg) / (4.10^-3 kg/mol) = 4,8625.10^22 mol. Vậy khối lượng hiđrô tiêu thụ một năm trên Mặt Trời xấp xỉ bằng 4,8625.10^22 mol x 1 g/mol = 4,8625.10^22 g = 4,8625.10^19 kg.