Mass Defect vs Binding Energy
Masový defekt a väzbová energia sú dva pojmy, s ktorými sa stretávame pri štúdiu oblastí ako atómová štruktúra, jadrová fyzika, vojenské aplikácie a dualita vĺn častíc hmoty. Je nevyhnutné mať jasné pochopenie týchto pojmov, aby bolo možné uplatniť ich vlastnosti a vyniknúť v týchto oblastiach. V tomto článku sa budeme zaoberať tým, čo sú hromadný defekt a väzbová energia, ich aplikácie, definície hromadného defektu a väzbovej energie, ich podobnosti a nakoniec rozdiely medzi hromadným defektom a väzobnou energiou.
Čo je hromadný defekt?
Hmotnostná chyba systému je rozdiel nameranej hmotnosti systému od vypočítanej hmotnosti systému. Takéto udalosti sa vyskytujú pri jadrových reakciách. Napríklad jadrová reakcia prebiehajúca na slnku je taká udalosť. Štyri jadrá vodíka sa spájajú a vytvárajú jadro hélia. Tento proces je známy ako jadrová fúzia. V tomto procese je kombinovaná nameraná hmotnosť štyroch jadier vodíka vyššia ako kombinovaná hmotnosť produktov. Chýbajúca hmota sa premení na energiu. Aby bolo možné správne porozumieť tomuto konceptu, je potrebné najskôr pochopiť energeticko - masovú dualitu hmoty. Teória relativity spolu s kvantovou mechanikou ukázali, že energia a hmotnosť sú zameniteľné. To vedie k zachovaniu energie - hmoty vesmíru. Ak však nie je uvedená jadrová fúzia alebo jadrové štiepenie,možno uvažovať o tom, že energia systému je zachovaná. Keď Albert Einstein postuloval teóriu relativity v roku 1905, pokazilo sa takmer všetko klasické. Ďalej ukázal, že vlny sa niekedy správajú ako častice a častice sa správajú ako vlny. Toto bolo známe ako dualita vlnových častíc. To viedlo k jednote medzi hmotou a energiou. Obe tieto veličiny sú dve formy hmoty. Slávna rovnica E = mc2 nám dáva množstvo energie, ktoré je možné získať z m množstva hmoty.
Čo je to väzbová energia?
Väzbová energia je energia, ktorá sa uvoľní, keď sa systém prevedie z neviazanej situácie do viazanej situácie. Keď sa vezme do úvahy systém, jedná sa o stratu energie. Konvenciou pre väzbovú energiu je však brať ju ako pozitívnu. Keď sa systém prevedie do viazaného stavu, celková potenciálna energia konečného systému je vždy nižšia ako pôvodný systém. Táto väzbová energia je zase potrebná na prerušenie väzby systému. Pri jadrových reakciách prichádza táto väzbová energia vo forme hromadného defektu. Čím je vyššia väzbová energia systému, tým je systém stabilnejší. Vytvorenie väzby je vždy exotermická reakcia, zatiaľ čo porušenie väzby je vždy endotermické. Pri tvorbe molekúl a tvorbe intermolekulárnych väzieb sa väzbová energia uvoľňuje ako teplo alebo elektromagnetické žiarenie.
Aký je rozdiel medzi hromadným defektom a väzobnou energiou?
• Hmotnostný defekt je rozdiel medzi vypočítanou hmotnosťou systému a nameranou hmotnosťou systému, zatiaľ čo väzbová energia je rozdiel celkovej energie medzi pôvodným systémom a viazaným systémom.
• Pri jadrových reakciách zodpovedá väzbová energia hromadnému defektu systému.
