Tömeghiba vs kötési energia
A tömeghiba és a kötési energia két olyan fogalom, amellyel találkozunk az olyan területek tanulmányozása során, mint az atomszerkezet, a magfizika, a katonai alkalmazások és az anyag hullámrészecskék kettőssége. Létfontosságú, hogy világosan megértsük ezeket a fogalmakat annak érdekében, hogy tulajdonságaikat alkalmazni lehessen, és ezeken a területeken kitűnjünk. Ebben a cikkben megvitatjuk, hogy mi a tömeghiba és a kötési energia, azok alkalmazásairól, a tömeghiba és a kötési energia definícióiról, hasonlóságukról és végül a tömeghiba és a kötési energia közötti különbségekről.
Mi az a tömeges hiba?
A rendszer tömeghibája a rendszer mért tömegének és a rendszer számított tömegének különbsége. Ilyen események nukleáris reakciókban fordulnak elő. Ilyen esemény például a Napban végbemenő nukleáris reakció. Négy hidrogén atommag egyesülve egy hélium atommagot alkot. Ezt a folyamatot magfúziónak nevezik. Ebben a folyamatban a négy hidrogén atommag együttes mért tömege nagyobb, mint a termékek együttes tömege. A hiányzó tömeg energiává alakul. Meg kell érteni az energiát – az anyag tömeg kettősségét először, hogy megfelelően megértsük ezt a fogalmat. A relativitáselmélet a kvantummechanikával együtt megmutatta, hogy az energia és a tömeg felcserélhető. Ez eredményezi az univerzum energia-tömegmegmaradását. Ha azonban a magfúziót vagy maghasadást nem mutatják be, akkor azt tekinthetjük, hogy egy rendszer energiája megmarad. Albert Einstein 1905-ben a relativitáselmélet felállításával szinte minden klasszikus összeomlott. A továbbiakban bemutatta, hogy a hullámok néha részecskékként, a részecskék pedig hullámként viselkedtek. Ezt hullámrészecske-kettősségnek nevezték. Ez a tömeg és az energia összhangjához vezetett. Mindkét mennyiség az anyag két formája. A híres E=mc2 egyenlet megadja azt az energiamennyiséget, amelyet m tömegű tömegből nyerhetünk.
Mi a kötőenergia?
A kötési energia az az energia, amely akkor szabadul fel, amikor a rendszer egy kötetlen helyzetből egy kötött helyzetbe vált át. Ha figyelembe vesszük a rendszert, ez energiaveszteséget jelent. A kötési energia konvenciója azonban az, hogy pozitívnak vesszük. A végső rendszer teljes potenciális energiája mindig kisebb, mint a kezdeti rendszer, amikor egy rendszer kötött állapotba kerül. Ez a kötési energia viszont szükséges a rendszer kötődésének megszakításához. A nukleáris reakciók esetében ez a kötési energia tömeghiba formájában jelentkezik. Minél nagyobb egy rendszer kötési energiája, annál stabilabb a rendszer. A kötés kialakulása mindig exoterm reakció, míg a kötés felszakadása mindig endoterm. A molekulaképződés és az intermolekuláris kötések kialakulásához a kötési energia hő vagy elektromágneses sugárzás formájában szabadul fel.
Mi a különbség a tömeghiba és a kötési energia között?
• A tömeghiba a rendszer számított tömege és a rendszer mért tömege közötti különbség, míg a kötési energia a kezdeti rendszer és a kötött rendszer közötti teljes energiakülönbség.
• A magreakciókban a kötési energia a rendszer tömeghibájának felel meg.
