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Une unité de masse atomique, ou amu, correspond à un douzième de la masse d'un atome non lié de carbone 12 et elle exprimait la masse de particules atomiques et subatomiques. Le joule est l'unité d'énergie du système international d'unités. La compréhension de la relation entre l'énergie de liaison et le défaut de masse dans l'équation de la théorie de la relativité d'Albert Einsteins clarifie le processus de conversion de l'amou en joules. Dans l'équation, le défaut de masse est la masse «en voie de disparition» des protons et des neutrons qui est convertie en énergie qui maintient le noyau ensemble.
Conversion 1 amu en joule
Rappelez-vous que la masse d'un noyau est toujours inférieure à la somme des masses individuelles des protons et des neutrons qui le composent. Pour calculer le défaut de masse, utilisez toute la précision des mesures de masse, car la différence de masse est faible par rapport à la masse de l'atome. En arrondissant les masses d'atomes et de particules à trois ou quatre chiffres significatifs avant le calcul, le défaut de masse calculé sera égal à zéro.
Convertissez l'unité de masse atomique (amu) en kilogrammes. Rappelez-vous que 1 amu = 1.66053886 * 10 ^ -27 kg.
Ecrivez la formule d'Einsteins pour l'énergie de liaison "? E ":? E =? M_c ^ 2, où "c " est la vitesse de la lumière égale à 2.9979_10 ^ 8 m / s; "? m " est le défaut de masse et est égal à 1 amu dans cette explication.
Remplacez la valeur de 1 amu en kilogrammes et la valeur de la vitesse de la lumière dans l'équation d'Einsteins. ? E = 1,66053886_10 ^ -27 kg_ (2,9979 * 10 ^ 8 m / s) ^ 2.
Utilisez votre calculatrice pour trouver? E en suivant la formule de l’étape 4.
Ce sera votre réponse en kg_m ^ 2 / s ^ 2:? E = 1.66053886_10 ^ -27 _8.9874_10 ^ 16 = 1.492393 * 10 ^ -10.
Convertissez 1,4923933_10 ^ -10 kg_m ^ 2 / s ^ 2 en joules "J " Sachant que 1 kg_m ^ 2 / s ^ 2 = 1 J, la réponse sera 1 amu = 1.4923933_10 ^ -10 J.
Exemple de calcul
Convertissez le défaut de masse (amu) de lithium-7 en joules "J ". La masse nucléaire de lithium-7 est égale à 7,014353 amu. Le nombre de nucléons de lithium est 7 (trois protons et quatre neutrons).
Recherchez les masses de protons et de neutrons (la masse d'un proton est de 1,007276 amu, la masse de neutrons est de 1,008665 amu) en les additionnant pour obtenir la masse totale: (3_1.007276) + (4_1.008665). Le résultat est 7.056488 amu. Maintenant, pour trouver le défaut de masse, soustrayez la masse nucléaire de la masse totale: 7.056488 - 7.014353 = 0.042135 amu.
Convertissez l'amu en kilogrammes (1 amu = 1.6606_10 ^ -27 kg) en multipliant 0,042135 par 1,6606_10 ^ -27. Le résultat sera 0.0699693_10 ^ -27 kg. En utilisant la formule d’équivalence masse-énergie d’Einsteins (? E =? M_c ^ 2), substituez les valeurs de défaut de masse en kilogrammes et la valeur de la vitesse de la lumière "c " en mètres par seconde pour trouver de l'énergie "E ". E = 0,0699693_10 ^ -27_ (2.9979_10 ^ 8) ^ 2 = 6,28842395_ 10 ^ -12 kg * m ^ 2 / s ^ 2. Ce sera votre réponse en joules "J ".