Defekt masy a energia wiązania
Defekt masy i energia wiązania to dwa pojęcia spotykane w badaniach takich dziedzin, jak struktura atomowa, fizyka jądrowa, zastosowania wojskowe i dualizm cząstek falowych materii. Niezbędne jest jasne zrozumienie tych pojęć, aby zastosować ich właściwości i osiągnąć sukces w takich dziedzinach. W tym artykule omówimy, czym jest defekt masy i energia wiązania, ich zastosowania, definicje defektu masy i energii wiązania, ich podobieństwa i wreszcie różnice między defektem masy a energią wiązania.
Co to jest wada masowa?
Wada masy systemu to różnica zmierzonej masy systemu od masy obliczonej systemu. Takie zdarzenia zachodzą w reakcjach jądrowych. Takim zdarzeniem jest na przykład reakcja jądrowa zachodząca na słońcu. Cztery jądra wodoru łączą się, tworząc jądro helu. Ten proces jest znany jako fuzja jądrowa. W tym procesie łączna zmierzona masa czterech jąder wodoru jest większa niż łączna masa produktów. Brakująca masa zamienia się w energię. Aby właściwie zrozumieć to pojęcie, trzeba najpierw zrozumieć dwoistość energii i masy materii. Teoria względności wraz z mechaniką kwantową pokazały, że energia i masa są wymienne. Daje to początek zachowaniu energii – masy wszechświata. Jednak gdy nie przedstawiono syntezy jądrowej lub rozszczepienia jądrowego, można uznać, że energia systemu jest zachowana. Kiedy Albert Einstein postulował teorię względności w 1905 roku, prawie wszystko, co klasyczne, się załamało. Następnie wykazał, że fale czasami zachowywały się jak cząstki, a cząstki zachowywały się jak fale. Było to znane jako dualizm falowo-cząsteczkowy. Doprowadziło to do zjednoczenia masy i energii. Obie te wielkości są dwiema formami materii. Słynne równanie E=mc2 daje nam ilość energii, którą można uzyskać z m masy.
Co to jest energia wiązania?
Energia wiązania to energia, która jest uwalniana, gdy system przechodzi z sytuacji niezwiązanej do sytuacji związanej. Gdy rozważamy system, jest to strata energii. Jednak konwencją energii wiążącej jest traktowanie jej jako pozytywnej. Całkowita energia potencjalna systemu końcowego jest zawsze niższa niż systemu początkowego, gdy system przechodzi do stanu związanego. Z kolei ta energia wiązania jest wymagana do przerwania wiązania systemu. W przypadku reakcji jądrowych ta energia wiązania ma postać defektu masy. Im wyższa energia wiązania systemu, tym bardziej stabilny jest system. Powstawanie wiązania jest zawsze reakcją egzotermiczną, podczas gdy zerwanie wiązania jest zawsze endotermiczne. W przypadku tworzenia cząsteczek i tworzenia wiązań międzycząsteczkowych energia wiązania jest uwalniana jako ciepło lub promieniowanie elektromagnetyczne.
Jaka jest różnica między defektem masy a energią wiązania?
• Wada masy to różnica między obliczoną masą systemu a zmierzoną masą systemu, podczas gdy energia wiązania jest całkowitą różnicą energii między systemem początkowym a systemem związanym.
• W reakcjach jądrowych energia wiązania odpowiada defektowi masy układu.
