FICHA E3-P02

La curva de energía de enlace y el hafnio-180

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TipoPrincipal Dificultad Puntos7 pts · 1/7 (MC oficial) Tiempo máx.13 min Media9 min Si no sabes la teoría+15 min Origen preguntaAdaptado Verificación soluciónVerificado por razonamiento independiente Completado con IA
Material necesario — Cuadernillo de datos: sí — energía de enlace por nucleón, Tema E.3.
Prerrequisitos
  • La energía de enlace por nucleón es la energía media necesaria para separar UN nucleón del núcleo; la energía de enlace TOTAL de un núcleo es esa cantidad multiplicada por el número de nucleones A
  • La gráfica de energía de enlace por nucleón frente a A tiene forma característica: sube rápidamente para A pequeño, alcanza un máximo hacia A≈60, y luego decrece lentamente para A grande
  • Cuanto MAYOR es la energía de enlace por nucleón, MÁS ESTABLE es el núcleo

Se muestra un gráfico de la variación con el número de nucleones A de la energía de enlace por nucleón: la curva sube rápidamente desde A pequeño, alcanza un máximo (~8,7 MeV) hacia A≈60, y luego decrece lentamente hasta ~7,5 MeV en A≈240.

a Lee del gráfico la energía de enlace por nucleón, en MeV, para un núcleo con A = 180 (como el hafnio-180, ¹⁸⁰₇₂Hf). [1]
b Calcula la energía total aproximada, en MeV, que se necesita para separar completamente los nucleones de un núcleo de ¹⁸⁰₇₂Hf. [2]
c Describe la forma general de la gráfica: qué ocurre con la energía de enlace por nucleón para A pequeño, y qué ocurre para A grande. [2]
d A partir de la forma de la gráfica, explica por qué tanto la fusión de núcleos ligeros como la fisión de núcleos muy pesados pueden liberar energía. [2]
Pistas progresivas
Teoría básica
  • Energía de enlace total = (energía de enlace por nucleón) × A. — Cuadernillo de datos, Tema E.3.
  • La gráfica de energía de enlace por nucleón frente a A sube rápido para A pequeño, tiene un máximo hacia A≈60 (núcleos como el hierro, los más estables), y decae lentamente para A grande.
  • Tanto la fusión (núcleos ligeros → núcleo más pesado) como la fisión (núcleo muy pesado → núcleos más ligeros) desplazan los productos hacia el máximo de la curva, liberando energía.
Refuerzo
Libro — Oxford Physics 2023 — Topic E.3 Radioactive decay, curva de energía de enlace por nucleón.
Cuadernillo — Cuadernillo de datos de Física — Tema E.3, energía de enlace por nucleón.
Vídeo — ↗ — «»
Apartado a) — A A=180, energía de enlace por nucleón ≈ 8,0 MeV.
Apartado b) — E_total ≈ 8,0 × 180 = 1440 MeV.
Apartado c) — Sube rápidamente para A pequeño, máximo hacia A≈60, y luego decae lentamente para A grande.
Apartado d) — Tanto en la fusión como en la fisión, los núcleos resultantes quedan más cerca del máximo de la curva (mayor energía de enlace por nucleón, más estables), por lo que ambos procesos liberan energía.