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Eine Atommasseneinheit oder amu ist ein Zwölftel der Masse eines ungebundenen Atoms von Kohlenstoff-12 und wird verwendet, um die Masse von atomaren und subatomaren Partikeln auszudrücken. Das Joule ist die Energieeinheit im Internationalen Einheitensystem. Das Verständnis der Beziehung zwischen der Bindungsenergie und dem Massendefekt in Albert Einsteins Relativitätstheorie-Gleichung verdeutlicht den Prozess der Umwandlung von Amu in Joule. In der Gleichung ist der Massendefekt die "verschwindende" Masse der Protonen und Neutronen, die in Energie umgewandelt wird, die den Kern zusammenhält.
Umrechnung von 1 amu in Joule
Denken Sie daran, dass die Masse eines Kerns immer kleiner ist als die Summe der einzelnen Massen der Protonen und Neutronen, aus denen er besteht. Verwenden Sie bei der Berechnung des Massendefekts die volle Genauigkeit der Massenmessung, da der Massenunterschied im Vergleich zur Masse des Atoms gering ist. Das Runden der Massen von Atomen und Partikeln auf drei oder vier signifikante Stellen vor der Berechnung führt zu einem berechneten Massendefekt von Null.
Konvertieren Sie die Atommasseneinheit (amu) in Kilogramm. Denken Sie daran, dass 1 amu = 1,66053886 * 10 ^ -27 kg.
Schreiben Sie die Einsteins-Formel für die Bindungsenergie "? E" auf:? E =? M_c ^ 2, wobei "c" die Lichtgeschwindigkeit ist, die 2,9979_10 ^ 8 m / s entspricht; "? m" ist der Massendefekt und entspricht in dieser Erklärung 1 amu.
Ersetzen Sie den Wert von 1 amu in Kilogramm und den Wert der Lichtgeschwindigkeit in Einsteins Gleichung. E = 1,66053886 · 10 & supmin; ² & sup7; kg (2,9979 · 10 & supmin; & sup8; m / s) · 2.
Verwenden Sie Ihren Taschenrechner, um E zu finden, indem Sie der Formel in Schritt 4 folgen.
Dies ist Ihre Antwort in kg_m ^ 2 / s ^ 2:? E = 1.66053886_10 ^ -27 _8.9874_10 ^ 16 = 1.492393 * 10 ^ -10.
Rechne 1.4923933_10 ^ -10 kg_m ^ 2 / s ^ 2 in Joule "J" um. Wenn du weißt, dass 1 kg_m ^ 2 / s ^ 2 = 1 J ist, ist die Antwort 1 amu = 1.4923933_10 ^ -10 J.
Berechnungsbeispiel
Wandle den Massendefekt (amu) von Lithium-7 in Joule "J" um. Die Kernmasse von Lithium-7 beträgt 7.014353 amu. Die Lithium-Nukleonenzahl beträgt 7 (drei Protonen und vier Neutronen).
Berechnen Sie die Masse der Protonen und Neutronen (die Masse eines Protons ist 1.007276 amu, die Masse der Neutronen ist 1.008665 amu) und addieren Sie sie, um die Gesamtmasse zu erhalten: (3_1.007276) + (4_1.008665). Das Ergebnis ist 7.056488 amu. Um nun den Massendefekt zu finden, subtrahieren Sie die Kernmasse von der Gesamtmasse: 7.056488 - 7.014353 = 0.042135 amu.
Konvertieren Sie amu in Kilogramm (1 amu = 1,6606_10 ^ -27 kg) multiplizieren Sie 0,042135 mit 1,6606_10 ^ -27. Ergebnis wird 0.0699693_10 ^ -27 kg sein. Unter Verwendung der Einsteins-Formel der Masse-Energie-Äquivalenz (& Dgr; E = & Dgr; m_c ^ 2) werden die Werte des Massendefekts in Kilogramm und der Wert der Lichtgeschwindigkeit "c" in Metern pro Sekunde substituiert, um die Energie "E" zu finden ". E = 0,0699693_10 ^ -27_ (2,9979_10 ^ 8) ^ 2 = 6,28842395_10 ^ -12 kg * m ^ 2 / s ^ 2. Dies ist Ihre Antwort in Joule "J".