Содержание
Атомная единица массы, или аму, составляет одну двенадцатую от массы несвязанного атома углерода-12, и она используется для выражения массы атомных и субатомных частиц. Джоуль - это единица энергии в Международной Системе Единиц. Понимание взаимосвязи между энергией связи и дефектом массы в уравнении теории относительности Альберта Эйнштейна проясняет процесс преобразования amu в джоули. В уравнении дефект массы - это «исчезающая» масса протонов и нейтронов, которая преобразуется в энергию, которая удерживает ядро вместе.
Преобразование 1 аму в джоуль
Помните, что масса ядра всегда меньше, чем сумма отдельных масс протонов и нейтронов, которые его составляют. При расчете дефекта массы используют полную точность измерения массы, поскольку разница в массе мала по сравнению с массой атома. Округление масс атомов и частиц до трех или четырех значащих цифр перед вычислением приведет к вычисленному дефекту массы, равному нулю.
Перевести атомную единицу массы (аму) в килограммы. Помните, что 1 amu = 1.66053886 * 10 ^ -27 кг.
Запишите формулу Эйнштейна для энергии связи "? E ":? E =? M_c ^ 2, где "c " - скорость света, равная 2.9979_10 ^ 8 м / с; "? m " - это дефект массы, равный 1 аму в этом объяснении.
Подставьте значение 1 аму в килограммах и значение скорости света в уравнение Эйнштейна. ? E = 1,66053886_10 ^ -27 кг_ (2,9979 * 10 ^ 8 м / с) ^ 2.
Используйте свой калькулятор, чтобы найти? E, следуя формуле в шаге 4.
Это будет ваш ответ в кг_м ^ 2 / с ^ 2:? E = 1.66053886_10 ^ -27 _8.9874_10 ^ 16 = 1.492393 * 10 ^ -10.
Перевести 1.4923933_10 ^ -10 кг_м ^ 2 / с ^ 2 в джоули "J ". Зная, что 1 кг_м ^ 2 / с ^ 2 = 1 Дж, ответом будет 1 а.е.м. = 1.4923933_10 ^ -10 Дж.
Пример расчета
Преобразовать дефект массы (amu) лития-7 в джоулях "J ". Ядерная масса лития-7 равна 7,014353 ам. Число нуклонов лития равно 7 (три протона и четыре нейтрона).
Посмотрите массы протонов и нейтронов (масса протона 1,007276 а.е.м., масса нейтрона 1.008665 а.е.м.), сложив их вместе, чтобы получить общую массу: (3_1.007276) + (4_1.008665). Результат 7,056488 АМУ. Теперь, чтобы найти дефект массы, вычтите ядерную массу из общей массы: 7,056488 - 7,014353 = 0,042135 а.е.м.
Переведите amu в килограммы (1 amu = 1.6606_10 ^ -27 кг), умножив 0.042135 на 1.6606_10 ^ -27. Результат составит 0,0699693_10 ^ -27 кг. Используя формулу эквивалентности массы-энергии Эйнштейна (? E =? M_c ^ 2) подставьте значения дефекта массы в килограммах и значение скорости света "c " в метрах в секунду, чтобы найти энергию "E ». E = 0,0699693_10 ^ -27_ (2.9979_10 ^ 8) ^ 2 = 6,28842395_ 10 ^ -12 кг * м ^ 2 / с ^ 2. Это будет ваш ответ в джоулях "J ".