Izotop węgla 14C ulega rozpadowi B-. Naturalny węgiel zawiera tylko 0, 0000000001% tego izotopu, a reszta to izotopy trwałe. Oblicz, jakiej masy naturalnego węgla należy użyć, aby otrzymać 1 cm3 azotu (odmierzonego w war. normalnych) w czasie 11460 lat.Wynik podaj w kg w zaokrągleniu do liczb całkowitych.
Aby obliczyć masę węgla potrzebną do uzyskania 1 cm3 azotu w czasie 11460 lat, należy obliczyć ilość energii, jaką trzeba dostarczyć. Energia ta pochodzi z rozpadu izotopu węgla 14C.
Energia jest równa ilości energii, jaką uwalnia rozpad izotopu:
E = 0,0000000001 × 14C × 6,02214076 × 1023 atomów/mol × 5,4857990943 x 10-10 J/Bq
E = 0,0360 J
Aby uzyskać 1 cm3 azotu, należy dostarczyć energię równą ilości energii potrzebnej do podgrzania tego samego objętości azotu z 0°C do 273°C.
E = 1 cm3 × 0,001293 J/cm3/K × (273 K - 0 K)
E = 0,3545 J
Aby uzyskać 0,3545 J energii, potrzeba 0,0360/0,3545 = 0,101 kg węgla.
Odpowiedź: 0,1 kg węgla.