図ここがポイント
1000J (1000J/s 1000W) のエネルギーを1時間使ったときのエネルギーのことである。
量は1であるから, アボガドロ数個のHの質量が1gである。 電力使用量 (kWh) とは、毎秒
核融合においても, 反応で失われた質量 4m によるエネルギーE=Amc² が解放される。 Hの原子
347
(1) この反応で失われる質量 4m 〔kg〕は
=4.388×10-29kg
⊿m=(1.6726×10-27) ×4-{(6.6447×10-²7) + (9.1×10^31)×2}
よって E=mc² = (4.38×10-29) × ( 3.0×10) 20
= 3.942×10-12 ≒3.9×10-12 J
(2) H の原子量は1であるから, 1g の H の原子核数はアボガドロ数
るので
6.0×1023個 である。 H 原子核4個によって(1) のエネルギーが解放され
N
4
W=EX-
×-
= (3.94×10-12) X-
=5.91×10"≒5.9×10" J
(3)1kWh=1000W x 1h = 1000J/sx3600s=3.6×10° J
6.0×1023
4
であるから, 平均的な家庭が1年間に消費するエネルギーは
300 (kWh)x (3.6×10×12(か月分) = 1.296×10'J
よって, 求める年数は (2) の答えを用いて
5.91 x 1011
1.29×1010
≒46年
である。
1 有効数字は2桁であるが,
途中式や前の答えを引用する
ときは1桁多くとる。