Innhold
En atommasseenhet, eller amu, er en tolvdeledel av massen til et ubundet atom med karbon-12, og den brukes til å uttrykke massen av atom- og subatomiske partikler. Joule er energienheten i det internasjonale systemet for enheter. Forståelsen av forholdet mellom den bindende energien og massedefekten i Albert Einsteins Theory of Relativity ligning klargjør prosessen med å konvertere amu til joules. I ligningen er massedefekten den "forsvinnende" massen til protonene og nøytronene som omdannes til energi som holder kjernen sammen.
Konvertering 1 amu til joule
Husk at massen til en kjerne alltid er mindre enn summen av de individuelle massene av protonene og nøytronene som utgjør den. Ved beregning av massedefekten bruker du full nøyaktighet av massemålinger, fordi forskjellen i masse er liten sammenlignet med massen til atomet. Avrunding av massene av atomer og partikler til tre eller fire signifikante sifre før beregningen vil resultere i en beregnet massedefekt på null.
Konverter atommasseenheten (amu) til kilogram. Husk at 1 amu = 1.66053886 * 10 ^ -27 kg.
Skriv ned Einsteins-formelen for den bindende energien "? E ":? E =? M_c ^ 2, der "c " er lysets hastighet som er lik 2.9979_10 ^ 8 m / s; "? m " er massedefekten og tilsvarer 1 amu i denne forklaringen.
Sett inn verdien på 1 amu i kilogram og verdien av lysets hastighet i Einsteins-ligningen. ? E = 1.66053886_10 ^ -27 kg_ (2.9979 * 10 ^ 8 m / s) ^ 2.
Bruk kalkulatoren for å finne? E ved å følge formelen i trinn 4.
Dette vil være svaret ditt 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 " Å vite at 1 kg_m ^ 2 / s ^ 2 = 1 J, vil svaret være 1 amu = 1.4923933_10 ^ -10 J.
Beregningseksempel
Konverter massedefekten (amu) av litium-7 til joules "J ". Atommassen til litium-7 tilsvarer 7.014353 amu. Litiumnukleon-tallet er 7 (tre protoner og fire nøytroner).
Slå opp massene med protoner og nøytroner (massen til et proton er 1,007276 amu, massen av nøytron er 1,008665 amu) og legg dem sammen for å få den totale massen: (3_1.007276) + (4_1.008665). Resultatet er 7.056488 amu. Nå, for å finne massedefekten, trekker du kjernemassen fra den totale massen: 7.056488 - 7.014353 = 0,042135 amu.
Konverter amu til kilogram (1 amu = 1.6606_10 ^ -27 kg) multipliserende 0,042135 med 1,6606_10 ^ -27. Resultatet blir 0,0699693_10 ^ -27 kg. Ved å bruke Einsteins formel for masse-energiekvivalens (? E =? M_c ^ 2), erstattes verdiene av massedefekt i kilogram og verdien av lysets hastighet "c " i meter per sekund for å finne energi "E ". E = 0,0699693_10 ^ -27_ (2,9979_10 ^ 8) ^ 2 = 6,28842395_ 10 ^ -12 kg * m ^ 2 / s ^ 2. Dette vil være svaret i joules "J ".