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Un'unità di massa atomica, o amu, è un dodicesimo della massa di un atomo non legato di carbonio-12 e usato per esprimere la massa di particelle atomiche e subatomiche. Il joule è l'unità di energia nel Sistema internazionale di unità. La comprensione della relazione tra l'energia di legame e il difetto di massa nell'equazione della teoria della relatività di Albert Einsteins chiarisce il processo di conversione degli amu in joule. Nell'equazione il difetto di massa è la massa "evanescente" dei protoni e dei neutroni che viene convertita in energia che tiene insieme il nucleo.
Conversione 1 amu in joule
Ricorda che la massa di un nucleo è sempre inferiore alla somma delle singole masse dei protoni e dei neutroni che lo compongono. Nel calcolare il difetto di massa, utilizzare la massima precisione delle misurazioni di massa, poiché la differenza di massa è piccola rispetto alla massa dell'atomo. L'arrotondamento delle masse di atomi e particelle su tre o quattro cifre significative prima del calcolo comporterà un difetto di massa calcolato pari a zero.
Converti l'unità di massa atomica (amu) in chilogrammi. Ricorda che 1 amu = 1,66053886 * 10 ^ -27 kg.
Annota la formula di Einsteins per l'energia di legame "? E ":? E =? M_c ^ 2, dove "c " è la velocità della luce che è pari a 2.9979_10 ^ 8 m / s; "? m " è il difetto di massa ed equivale a 1 amu in questa spiegazione.
Sostituisci il valore di 1 amu in chilogrammi e il valore della velocità della luce nell'equazione di Einsteins. ? E = 1.66053886_10 ^ -27 kg_ (2.9979 * 10 ^ 8 m / s) ^ 2.
Usa la tua calcolatrice per trovare? E seguendo la formula nel passaggio 4.
Questa sarà la tua risposta in kg_m ^ 2 / s ^ 2:? E = 1.66053886_10 ^ -27 _8.9874_10 ^ 16 = 1.492393 * 10 ^ -10.
Converti 1.4923933_10 ^ -10 kg_m ^ 2 / s ^ 2 in joule "J " Sapendo che 1 kg_m ^ 2 / s ^ 2 = 1 J, la risposta sarà 1 amu = 1.4923933_10 ^ -10 J.
Esempio di calcolo
Converti il difetto di massa (amu) del litio-7 in joule "J ". La massa nucleare di litio-7 è pari a 7,014353 amu. Il numero di nucleoni di litio è 7 (tre protoni e quattro neutroni).
Cerca le masse di protoni e neutroni (la massa di un protone è 1.007276 amu, la massa di neutrone è 1.008665 amu) sommandoli insieme per ottenere la massa totale: (3_1.007276) + (4_1.008665). Il risultato è 7.056488 amu. Ora, per trovare il difetto di massa, sottrarre la massa nucleare dalla massa totale: 7.056488 - 7.014353 = 0.042135 amu.
Converti amu in chilogrammi (1 amu = 1.6606_10 ^ -27 kg) moltiplicando 0,042135 per 1.6606_10 ^ -27. Il risultato sarà 0,0699693_10 ^ -27 kg. Usando la formula di Einsteins di equivalenza energia-massa (? E =? M_c ^ 2) sostituisci i valori del difetto di massa in chilogrammi e il valore della velocità della luce "c " in metri al secondo per trovare energia "E ". E = 0,0699693_10 ^ -27_ (2.9979_10 ^ 8) ^ 2 = 6.28842395_ 10 ^ -12 kg * m ^ 2 / s ^ 2. Questa sarà la tua risposta in joules "J ".