Innehåll
En atommasseenhet, eller amu, är en tolftedel av massan av en obunden atom av kol-12, och den användes för att uttrycka massan av atomära och subatomära partiklar. Joule är energienheten i det internationella enhetssystemet. Förståelsen av förhållandet mellan den bindande energin och massdefekten i Albert Einsteins Theory of Relativity Equation klargör processen för att konvertera amu till joules. I ekvationen är massdefekten den "försvinnande" massan för protoner och neutroner som omvandlas till energi som håller kärnan samman.
Omvandling 1 amu till joule
Kom ihåg att massan i en kärna alltid är mindre än summan av de individuella massorna av protonerna och neutronerna som komponerar den. Vid beräkning av massdefekten, använd massmätningens fulla noggrannhet, eftersom skillnaden i massa är liten jämfört med atomens massa. Att avrunda massorna av atomer och partiklar till tre eller fyra signifikanta siffror före beräkningen kommer att resultera i en beräknad massdefekt av noll.
Konvertera atommassagenheten (amu) till kilogram. Kom ihåg att 1 amu = 1.66053886 * 10 ^ -27 kg.
Skriv ner Einsteins-formeln för den bindande energin "? E ":? E =? M_c ^ 2, där "c " är ljusets hastighet som är lika med 2.9979_10 ^ 8 m / s; "? m " är massdefekten och är lika med 1 amu i denna förklaring.
Byt ut värdet 1 amu i kilogram och värdet på ljusets hastighet i Einsteins-ekvationen. ^ E = 1.66053886_10 ^ -27 kg_ (2.9979 * 10 ^ 8 m / s) ^ 2.
Använd din kalkylator för att hitta? E genom att följa formeln i steg 4.
Detta kommer att vara ditt svar i kg_m ^ 2 / s ^ 2:? E = 1.66053886_10 ^ -27 _8.9874_10 ^ 16 = 1.492393 * 10 ^ -10.
Konvertera 1.4923933_10 ^ -10 kg_m ^ 2 / s ^ 2 till joules "J " Vet att 1 kg_m ^ 2 / s ^ 2 = 1 J, kommer svaret att vara 1 amu = 1.4923933_10 ^ -10 J.
Beräkningsexempel
Konvertera massdefekten (amu) av litium-7 till joules "J ". Kärnmassan för litium-7 är lika med 7,014353 amu. Litiumnukleonantalet är 7 (tre protoner och fyra neutroner).
Slå upp massorna av protoner och neutroner (massan för en proton är 1.007276 amu, massan av neutron är 1.008665 amu) lägg till dem tillsammans för att få den totala massan: (3_1.007276) + (4_1.008665). Resultatet är 7.056488 amu. För att hitta massdefekten, subtrahera kärnmassan från den totala massan: 7.056488 - 7.014353 = 0,042135 amu.
Konvertera amu till kilogram (1 amu = 1.6606_10 ^ -27 kg) multiplicera 0,042135 med 1,6606_10 ^ -27. Resultatet blir 0,0699693_10 ^ -27 kg. Med hjälp av Einsteins-formeln för mass-energiekvivalens (? E =? M_c ^ 2) ersätter värdena på massdefekt i kilogram och värdet på ljusets hastighet "c " i meter per sekund för att hitta energi "E ". E = 0,0699693_10 ^ -27_ (2,9979_10 ^ 8) ^ 2 = 6,28842395_ 10 ^ -12 kg * m ^ 2 / s ^ 2. Detta kommer att vara ditt svar i joules "J ".