Indhold
En atommasseenhed eller amu er en tolvtedel af massen af et ubundet atom med kulstof-12, og det bruges til at udtrykke massen af atomære og subatomære partikler. Joule er energienheden i det internationale system af enheder. Forståelsen af forholdet mellem den bindende energi og massedefekten i Albert Einsteins relativitetsteori-ligning klargør processen med at konvertere amu til joules. I ligningen er massedefekten den "forsvindende" masse af protoner og neutroner, der omdannes til energi, der holder kernen sammen.
Konvertering 1 amu til joule
Husk, at massen af en kerne altid er mindre end summen af de individuelle masser af protoner og neutroner, der udgør den. Ved beregning af massedefekten skal du bruge den fulde nøjagtighed af massemålinger, fordi forskellen i masse er lille sammenlignet med atomens masse. Afrunding af masserne af atomer og partikler til tre eller fire signifikante cifre før beregningen vil resultere i en beregnet massedefekt på nul.
Konverter atommasseenheden (amu) til kilogram. Husk, at 1 amu = 1.66053886 * 10 ^ -27 kg.
Skriv Einsteins-formlen for den bindende energi "? E ":? E =? M_c ^ 2, hvor "c " er lysets hastighed, der er lig med 2.9979_10 ^ 8 m / s; "? m " er massedefekten og er lig med 1 amu i denne forklaring.
Udskift værdien på 1 amu i kilogram og værdien af lysets hastighed i Einsteins-ligningen. A = 1,66053886_10 ^ -27 kg_ (2,9979 * 10 ^ 8 m / s) ^ 2.
Brug din regnemaskine til at finde? E ved at følge formlen i trin 4.
Dette vil være dit svar i kg_m ^ 2 / s ^ 2:? E = 1.66053886_10 ^ -27 _8.9874_10 ^ 16 = 1.492393 * 10 ^ -10.
Konverter 1.4923933_10 ^ -10 kg_m ^ 2 / s ^ 2 til joules "J " Ved at vide, at 1 kg_m ^ 2 / s ^ 2 = 1 J, vil svaret være 1 amu = 1.4923933_10 ^ -10 J.
Beregningseksempel
Konverter massedefekten (amu) af lithium-7 til joules "J ". Kernemassen af lithium-7 er lig med 7.014353 amu. Lithiumnukleon-tallet er 7 (tre protoner og fire neutroner).
Slå op masserne af protoner og neutroner (massen af en proton er 1.007276 amu, massen af neutron er 1.008665 amu) tilføj dem sammen for at få den samlede masse: (3_1.007276) + (4_1.008665). Resultatet er 7.056488 amu. For nu at finde massedefekten, trækkes den nukleare masse fra den samlede masse: 7.056488 - 7.014353 = 0,042135 amu.
Konverter amu til kilogram (1 amu = 1.6606_10 ^ -27 kg) ganges 0,042135 med 1,6606_10 ^ -27. Resultatet bliver 0,0699693_10 ^ -27 kg. Ved hjælp af Einsteins formel for masse-energi ækvivalens (? E =? M_c ^ 2) erstattes værdierne af massedefekt i kilogram og værdien af lysets hastighed "c " i meter per sekund for at finde energi "E ". E = 0,0699693_10 ^ -27_ (2,9979_10 ^ 8) ^ 2 = 6,28842395_ 10 ^ -12 kg * m ^ 2 / s ^ 2. Dette vil være dit svar i joules "J ".