Inhoud
Een atomaire massa-eenheid, of amu, is een twaalfde van de massa van een ongebonden atoom van koolstof-12, en het werd gebruikt om de massa van atomaire en subatomaire deeltjes uit te drukken. De joule is de eenheid van energie in het internationale systeem van eenheden. Inzicht in de relatie tussen de bindende energie en het massadefect in Albert Einsteins Relativiteitsvergelijking verduidelijkt het proces van het omzetten van amu in joules. In de vergelijking is het massadefect de 'verdwijnende' massa van de protonen en neutronen die wordt omgezet in energie die de kern bij elkaar houdt.
Conversie 1 amu in joule
Onthoud dat de massa van een kern altijd kleiner is dan de som van de afzonderlijke massa's van de protonen en neutronen waaruit deze bestaat. Gebruik bij de berekening van het massadefect de volledige nauwkeurigheid van massametingen, omdat het verschil in massa klein is in vergelijking met de massa van het atoom. Afronding van de massa's van atomen en deeltjes op drie of vier significante cijfers voorafgaand aan de berekening zal resulteren in een berekend massadefect van nul.
Converteer de atoommassa-eenheid (amu) in kilogram. Vergeet niet dat 1 amu = 1.66053886 * 10 ^ -27 kg.
Schrijf de Einsteins-formule op voor de bindende energie "? E ":? E =? M_c ^ 2, waarbij "c " de lichtsnelheid is die gelijk is aan 2.9979_10 ^ 8 m / s; "? m " is het massadefect en is gelijk aan 1 amu in deze uitleg.
Vervang de waarde van 1 amu in kilogram en de waarde van de lichtsnelheid in de Einsteins-vergelijking. ? E = 1.66053886_10 ^ -27 kg_ (2.9979 * 10 ^ 8 m / s) ^ 2.
Gebruik uw calculator om? E te vinden door de formule in stap 4 te volgen.
Dit is uw antwoord in kg_m ^ 2 / s ^ 2:? E = 1.66053886_10 ^ -27 _8.9874_10 ^ 16 = 1.492393 * 10 ^ -10.
Converteer 1,4923933_10 ^ -10 kg_m ^ 2 / s ^ 2 naar joules "J " Wetende dat 1 kg_m ^ 2 / s ^ 2 = 1 J, het antwoord is 1 amu = 1.4923933_10 ^ -10 J.
Rekenvoorbeeld
Converteer het massa-defect (amu) van lithium-7 in joules "J ". De nucleaire massa van lithium-7 is gelijk aan 7.014353 amu. Het lithium nucleon nummer is 7 (drie protonen en vier neutronen).
Zoek de massa's van protonen en neutronen op (de massa van een proton is 1.007276 amu, de massa van neutronen is 1.008665 amu) door ze bij elkaar te tellen om de totale massa te krijgen: (3_1.007276) + (4_1.008665). Het resultaat is 7.056488 amu. Om het massadefect te vinden, trekt u de nucleaire massa af van de totale massa: 7.056488 - 7.014353 = 0.042135 amu.
Zet amu om in kilogrammen (1 amu = 1.6606_10 ^ -27 kg) vermenigvuldigend 0.042135 met 1.6606_10 ^ -27. Het resultaat is 0,0699693_10 ^ -27 kg. Gebruik de Einsteins-formule van massa-energie-equivalentie (? E =? M_c ^ 2) en vervang de waarden van het massadefect in kilogram en de waarde van de lichtsnelheid "c " in meters per seconde om energie te vinden "E ". E = 0.0699693_10 ^ -27_ (2.9979_10 ^ 8) ^ 2 = 6.28842395_ 10 ^ -12 kg * m ^ 2 / s ^ 2. Dit zal je antwoord zijn in joules "J ".