Cum se calculează energia de legare nucleară
Share
Toată materia este făcută din atomi. Într-un atom există particule sub-atomice numite neutroni, protoni și electroni. Știm că protonii și neutronii sunt ținuți împreună într-un nucleu numit nucleu. Vedeți că are nevoie de energie? Protonii sunt încărcați pozitiv și pentru a ține aceste particule în aceeași încărcare, este necesară energie. Energia nucleară de legare provine din acest concept.
Defectul masiv și energia obligatorie
Sa observat că suma masei individuale a componentelor nucleului este mai mare decât cea a nucleului atomului. Aceasta înseamnă că o anumită masă se pierde în procesul de legare. Această diferență de masă, cunoscută și sub numele de defect de masă, care este direct legată de energia obligatorie de celebra ecuație Einstein E = mc2, unde E = energia de legare nucleară, m = diferența de masă sau defectul masic și c = viteza luminii
Cum să găsiți energie obligatorie
Vom analiza modul în care se calculează energia nucleară obligatorie a unui atom. Hai sa luam 12C.
Pasul 1: Calculați defectul de masă (m)
Utilizați informațiile din tabel.
| particulă | Masa (kg) | Masa (u) | Masa (MeV / C2) |
| 1 a.m.u | 1,660540 x 10-27 kg | 1.000 u | 931,5 MeV / c2 |
| neutron | 1,674929 x 10-27 kg | 1.008664 u | 939,57 MeV / c2 |
| protoni | 1,672623 x 10-27 kg | 1.007276 u | 938,28 MeV / c2 |
| electron | 9,109390 x 10-31 kg | 0.00054858 u | 0,511 MeV / c2 |
12C are 6 protoni și 6 neutroni și 6 electroni.
Defectele de masă = masa totală a particulelor sub-atomice individuale - masa atomului
= 6 * 1.008664 u + 6 * 1.007276 u + 6 * 0.00054858 u - 12.000 u
= 0,098931 u
Pasul 2: Acum, aplicați E = mc2 pentru calculul energiei obligatorii nucleare.
Energia de legare = (1.660540 x 10-27 kg (per a.m.u) * 0,098931) * (3x10 8 Domnișoară -1)2
Sau ar putea să calculeze pur și simplu energia nucleară obligatorie prin transformarea ei în MeV de către,
= 0,098931 u * 931,5 MeV / u
= 92,15 MeV
Convertiți unitatea de energie Joule în MeV
De ce ne-am deranjat să transformăm unitatea energetică obișnuită Joule în MeV?
Energiile de legătură sunt exprimate în mod convențional ca MeV deoarece este o energie foarte mare și exprimând în eV arată modul în care sarcina joacă un rol în formarea energiei obligatorii.
Alte convenții:
a) Exprimarea energiei de legare nucleară ca energie per mol
Odată ce energia de legare se găsește "pe atom", se multiplică pur și simplu valoarea cu numărul Avagadro care este 6,022 x 1023 mol-1.
Dacă energia de legare a fost exprimată în Joule, s-ar putea să doriți să o convertiți la kJ deoarece valoarea este mai mare. Pentru a face acest lucru, împărțiți răspunsul cu 1000.
b) Exprimarea legării ca MeV pe nucleon
Nucleonii sunt particulele care alcătuiesc nucleul (protoni și neutroni). Odată ce se găsește energia de legare, se împarte pur și simplu valoarea prin numărul de nucleoni prezenți în atom. În cazul 12 C, acesta ar trebui împărțit la 12.
De ce este important acest lucru?
Energia de legare nucleară este extrem de importantă pentru a ști în reacțiile nucleare. Atunci când au loc reacții nucleare, aceste energii obligatorii sunt factorii cheie care controlează sau dețin probabilitatea de a se produce.
