{"id":"fizyka-2021-maj-matura-rozszerzona/zad/10.3","paper_id":"fizyka-2021-maj-matura-rozszerzona","number":"10.3","points":2,"ptype":"open","subject":"fizyka","category":"matura","year":2021,"month":"maj","level":"rozszerzona","text":"Zadanie 10.3. (0-2)\nZapisz równanie reakcji rozpadu opisanej w informacji do zadań 10.3. i 10.4. Uwzględnij\nw równaniu reakcji liczby masowe i atomowe oraz ustal i zapisz nazwę jądra X.\nRównanie reakcji:\nNazwa jądra oznaczonego jako X:","answer":null,"answer_text":"Zadanie 10.3. (0-2)\nWymagania egzaminacyjne 2021\nWymaganie ogólne\nWymagania szczegółowe\nIII. Wykorzystanie i przetwarzanie\ninformacji zapisanych w postaci tekstu,\ntabel, wykresów, schematów\ni rysunków.\nI. Znajomość i umiejętność\nwykorzystania pojęć i praw fizyki\ndo wyjaśniania procesów i zjawisk\nw przyrodzie.\nZdający:\n3.1) (P) posługuje się pojęciami pierwiastek,\njądro atomowe, izotop, proton, neutron,\nelektron; podaje skład jądra atomowego na\npodstawie liczby masowej i atomowej;\n3.3) (P) wymienia właściwości promieniowania\njądrowego α, β, γ; opisuje rozpady alfa […];\n3.5) (P) opisuje reakcje jądrowe, stosując\nzasadę zachowania liczby nukleonów i zasadę\nzachowania ładunku […].\nZasady oceniania\n2 pkt - poprawne zapisanie reakcji rozpadu z uwzględnieniem liczb masowych i atomowych\noraz poprawne zapisanie nazwy jądra pierwiastka X (uran).\n1 pkt - poprawne zapisanie reakcji rozpadu z uwzględnieniem liczb masowych i atomowych\nLUB\n- zapisanie nazwy jądra pierwiastka X (uran).\n0 pkt - brak spełnienia powyższych kryteriów.\nPoprawne rozwiązanie\nZapiszemy równanie reakcji\nPu → He +\n2\n4\n94\n239\nX\n92\n235\nZidentyfikujemy jądro X (z układu okresowego pierwiastków chemicznych):\nX\n92\n235\nU\n92\n235\nNazwa jądra oznaczonego jako X: uran\nU\n92\n235 lub uran lub uranium.\nZasady oceniania rozwiązań zadań","solution":"## Poprawna odpowiedź\n\n\\[{}^{239}_{94}\\text{Pu} \\rightarrow {}^{4}_{2}\\text{He} + {}^{235}_{92}\\text{X}\\]\n\n**Jądro X to uran-235** \\(({}^{235}_{92}\\text{U})\\).\n\n## Sposób 1 - Zasady zachowania liczb (bilans masowy i ładunkowy)\n\nRozpad alfa (emisja jądra helu \\({}^{4}_{2}\\text{He}\\)) podlega dwóm prawom zachowania:\n\n**Krok 1 - Ustal liczbę masową A jądra X**\n\nZasada zachowania liczby masowej (sumaryczna liczba nukleonów jest stała):\n\n\\[A_{\\text{przed}} = A_{\\text{po}}\\]\n\n\\[239 = 4 + A_X\\]\n\n\\[A_X = 239 - 4 = \\mathbf{235}\\]\n\n**Krok 2 - Ustal liczbę atomową Z jądra X**\n\nZasada zachowania ładunku elektrycznego (sumaryczna liczba protonów jest stała):\n\n\\[Z_{\\text{przed}} = Z_{\\text{po}}\\]\n\n\\[94 = 2 + Z_X\\]\n\n\\[Z_X = 94 - 2 = \\mathbf{92}\\]\n\n**Krok 3 - Zidentyfikuj pierwiastek o Z = 92**\n\nZ układu okresowego: \\(Z = 92\\) → **uran (U)**\n\n**Krok 4 - Zapisz pełne równanie reakcji**\n\n\\[{}^{239}_{94}\\text{Pu} \\rightarrow {}^{4}_{2}\\text{He} + {}^{235}_{92}\\text{U}\\]\n\n## Sposób 2 - Wnioskowanie z reguły przesunięcia (reguła Soddy'ego)\n\nDla **rozpadu alfa** istnieje ogólna reguła przesunięcia:\n\n> Przy emisji cząstki alfa liczba masowa **maleje o 4**, a liczba atomowa **maleje o 2**.\n\nStosujemy mechanicznie:\n\n| Wielkość | Pu (przed) | He (emitowane) | X (po) |\n| Liczba masowa A | 239 | 4 | 239 - 4 = **235** |\n| Liczba atomowa Z | 94 | 2 | 94 - 2 = **92** |\n| Pierwiastek | pluton | hel | **uran** |\n\nReguła przesunięcia to skrót od bilansu Sposobu 1 - oba prowadzą do identycznego wyniku: \\({}^{235}_{92}\\text{U}\\).\n\nPełne równanie:\n\n\\[\\boxed{{}^{239}_{94}\\text{Pu} \\rightarrow {}^{4}_{2}\\text{He} + {}^{235}_{92}\\text{U}}\\]\n\n## Schemat oceniania CKE\n\n> Oficjalny klucz CKE (zadanie 10.3, 0-2 pkt):\n> - 2 pkt - poprawne zapisanie reakcji rozpadu z uwzglednieniem liczb masowych i atomowych ORAZ poprawne zapisanie nazwy jadra X (uran).\n> - 1 pkt - poprawne zapisanie reakcji rozpadu z liczbami masowymi i atomowymi; LUB zapisanie nazwy jadra X (uran).\n> - 0 pkt - brak spelnienia powyzszych kryteriow.\n\n## Wzory z karty CKE - czego MASZ użyć\n\n> 📖 **Karta wzorów CKE (Fizyka) - Jądro atomowe / Reakcje jądrowe:**\n> - Zasada zachowania liczby masowej: \\(\\sum A_{\\text{przed}} = \\sum A_{\\text{po}}\\)\n> - Zasada zachowania liczby atomowej (ładunku): \\(\\sum Z_{\\text{przed}} = \\sum Z_{\\text{po}}\\)\n> - Symbol cząstki alfa: \\({}^{4}_{2}\\text{He}\\) lub \\({}^{4}_{2}\\alpha\\)\n>\n> Tablice pierwiastków (lub układ okresowy z karty wzorów) - do odczytu nazwy pierwiastka dla Z = 92.\n\n## Typowe pułapki i uwagi\n\n> ⚠️ **Uwaga:** Najczęstszy błąd to **pominięcie liczb masowych i atomowych** przy symbolach - wtedy za równanie 0 pkt, nawet jeśli wynik jest dobry. Każdy symbol MUSI mieć obie liczby zapisane przy symbolu.\n\n> ⚠️ **Uwaga:** Mylenie **cząstki alfa z beta** - cząstka beta to \\({}^{0}_{-1}e\\), zmienia Z o 1 bez zmiany A. Cząstka alfa to \\({}^{4}_{2}\\text{He}\\), zmienia A o 4 i Z o 2. Tu treść wprost mówi \"jądro helu\" → alfa.\n\n> ⚠️ **Uwaga:** Błąd przy identyfikacji pierwiastka: Z = 92 to **uran**, nie tor (Z = 90) i nie neptun (Z = 93). Warto mieć wyuczonych sąsiadów aktynowców: Th(90), Pa(91), U(92), Np(93), Pu(94).\n\n> ⚠️ **Uwaga:** W odpowiedzi wymagana jest **nazwa** jądra X (uran), a nie tylko symbol - klucz CKE przyznaje za to osobny punkt.","image":"img/fizyka-2021-maj-matura-rozszerzona/zad-10.3.webp","solution_image":null,"topics":"Fizyka współczesna","page_from":21,"source":"ocr","answer_source":null,"answer_text_source":"ocr","solution_source":"maturazai","text_source":"ocr","source_label":"Fizyka · Matura · maj 2021 (rozszerzona)","subject_label":"Fizyka","category_label":"Matura","text_html":"

Zadanie 10.3. (0-2)
Zapisz równanie reakcji rozpadu opisanej w informacji do zadań 10.3. i 10.4. Uwzględnij
w równaniu reakcji liczby masowe i atomowe oraz ustal i zapisz nazwę jądra X.
Równanie reakcji:
Nazwa jądra oznaczonego jako X:

","answer_text_html":"

Zadanie 10.3. (0-2)
Wymagania egzaminacyjne 2021
Wymaganie ogólne
Wymagania szczegółowe
III. Wykorzystanie i przetwarzanie
informacji zapisanych w postaci tekstu,
tabel, wykresów, schematów
i rysunków.
I. Znajomość i umiejętność
wykorzystania pojęć i praw fizyki
do wyjaśniania procesów i zjawisk
w przyrodzie.
Zdający:
3.1) (P) posługuje się pojęciami pierwiastek,
jądro atomowe, izotop, proton, neutron,
elektron; podaje skład jądra atomowego na
podstawie liczby masowej i atomowej;
3.3) (P) wymienia właściwości promieniowania
jądrowego α, β, γ; opisuje rozpady alfa […];
3.5) (P) opisuje reakcje jądrowe, stosując
zasadę zachowania liczby nukleonów i zasadę
zachowania ładunku […].
Zasady oceniania
2 pkt - poprawne zapisanie reakcji rozpadu z uwzględnieniem liczb masowych i atomowych
oraz poprawne zapisanie nazwy jądra pierwiastka X (uran).
1 pkt - poprawne zapisanie reakcji rozpadu z uwzględnieniem liczb masowych i atomowych
LUB

\n\n

0 pkt - brak spełnienia powyższych kryteriów.
Poprawne rozwiązanie
Zapiszemy równanie reakcji
Pu → He +
2
4
94
239
X
92
235
Zidentyfikujemy jądro X (z układu okresowego pierwiastków chemicznych):
X
92
235
U
92
235
Nazwa jądra oznaczonego jako X: uran
U
92
235 lub uran lub uranium.
Zasady oceniania rozwiązań zadań

","solutions":[{"source":"maturazai","label":"maturazai.pl (AI)","kind":"text","html":"

Poprawna odpowiedź

\n

\\[{}^{239}{94}\\text{Pu} \\rightarrow {}^{4}{2}\\text{He} + {}^{235}_{92}\\text{X}\\]

\n

Jądro X to uran-235 \\(({}^{235}_{92}\\text{U})\\).

\n

Sposób 1 - Zasady zachowania liczb (bilans masowy i ładunkowy)

\n

Rozpad alfa (emisja jądra helu \\({}^{4}_{2}\\text{He}\\)) podlega dwóm prawom zachowania:

\n

Krok 1 - Ustal liczbę masową A jądra X

\n

Zasada zachowania liczby masowej (sumaryczna liczba nukleonów jest stała):

\n

\\[A_{\\text{przed}} = A_{\\text{po}}\\]

\n

\\[239 = 4 + A_X\\]

\n

\\[A_X = 239 - 4 = \\mathbf{235}\\]

\n

Krok 2 - Ustal liczbę atomową Z jądra X

\n

Zasada zachowania ładunku elektrycznego (sumaryczna liczba protonów jest stała):

\n

\\[Z_{\\text{przed}} = Z_{\\text{po}}\\]

\n

\\[94 = 2 + Z_X\\]

\n

\\[Z_X = 94 - 2 = \\mathbf{92}\\]

\n

Krok 3 - Zidentyfikuj pierwiastek o Z = 92

\n

Z układu okresowego: \\(Z = 92\\) → uran (U)

\n

Krok 4 - Zapisz pełne równanie reakcji

\n

\\[{}^{239}{94}\\text{Pu} \\rightarrow {}^{4}{2}\\text{He} + {}^{235}_{92}\\text{U}\\]

\n

Sposób 2 - Wnioskowanie z reguły przesunięcia (reguła Soddy'ego)

\n

Dla rozpadu alfa istnieje ogólna reguła przesunięcia:

\n
Przy emisji cząstki alfa liczba masowa maleje o 4, a liczba atomowa maleje o 2.
\n

Stosujemy mechanicznie:

\n

| Wielkość | Pu (przed) | He (emitowane) | X (po) |
| Liczba masowa A | 239 | 4 | 239 - 4 = 235 |
| Liczba atomowa Z | 94 | 2 | 94 - 2 = 92 |
| Pierwiastek | pluton | hel | uran |

\n

Reguła przesunięcia to skrót od bilansu Sposobu 1 - oba prowadzą do identycznego wyniku: \\({}^{235}_{92}\\text{U}\\).

\n

Pełne równanie:

\n

\\[\\boxed{{}^{239}{94}\\text{Pu} \\rightarrow {}^{4}{2}\\text{He} + {}^{235}_{92}\\text{U}}\\]

\n

Schemat oceniania CKE

\n
Oficjalny klucz CKE (zadanie 10.3, 0-2 pkt):
- 2 pkt - poprawne zapisanie reakcji rozpadu z uwzglednieniem liczb masowych i atomowych ORAZ poprawne zapisanie nazwy jadra X (uran).
- 1 pkt - poprawne zapisanie reakcji rozpadu z liczbami masowymi i atomowymi; LUB zapisanie nazwy jadra X (uran).
- 0 pkt - brak spelnienia powyzszych kryteriow.
\n

Wzory z karty CKE - czego MASZ użyć

\n
📖 Karta wzorów CKE (Fizyka) - Jądro atomowe / Reakcje jądrowe:
- Zasada zachowania liczby masowej: \\(\\sum A_{\\text{przed}} = \\sum A_{\\text{po}}\\)
- Zasada zachowania liczby atomowej (ładunku): \\(\\sum Z_{\\text{przed}} = \\sum Z_{\\text{po}}\\)
- Symbol cząstki alfa: \\({}^{4}{2}\\text{He}\\) lub \\({}^{4}{2}\\alpha\\)

Tablice pierwiastków (lub układ okresowy z karty wzorów) - do odczytu nazwy pierwiastka dla Z = 92.
\n

Typowe pułapki i uwagi

\n
⚠️ Uwaga: Najczęstszy błąd to pominięcie liczb masowych i atomowych przy symbolach - wtedy za równanie 0 pkt, nawet jeśli wynik jest dobry. Każdy symbol MUSI mieć obie liczby zapisane przy symbolu.
\n
⚠️ Uwaga: Mylenie cząstki alfa z beta - cząstka beta to \\({}^{0}{-1}e\\), zmienia Z o 1 bez zmiany A. Cząstka alfa to \\({}^{4}{2}\\text{He}\\), zmienia A o 4 i Z o 2. Tu treść wprost mówi "jądro helu" → alfa.
\n
⚠️ Uwaga: Błąd przy identyfikacji pierwiastka: Z = 92 to uran, nie tor (Z = 90) i nie neptun (Z = 93). Warto mieć wyuczonych sąsiadów aktynowców: Th(90), Pa(91), U(92), Np(93), Pu(94).
\n
⚠️ Uwaga: W odpowiedzi wymagana jest nazwa jądra X (uran), a nie tylko symbol - klucz CKE przyznaje za to osobny punkt.
"},{"source":"zadaniazmatur","label":"zadaniazmatur.pl","kind":"text","html":"

uran $\\ce{^{235}_{92}U}$

"}]}