Hromadný defekt vs väzbová energia
Hmotnostný defekt a väzbová energia sú dva pojmy, s ktorými sa stretávame pri štúdiu takých oblastí, ako je atómová štruktúra, jadrová fyzika, vojenské aplikácie a dualita vlnových častíc hmoty. Je nevyhnutné jasne porozumieť týmto pojmom, aby bolo možné uplatniť ich vlastnosti a vyniknúť v takýchto oblastiach. V tomto článku sa budeme zaoberať tým, čo je hmotnostný defekt a väzbová energia, ich aplikácie, definície hmotnostného defektu a väzbovej energie, ich podobnosti a napokon rozdiely medzi hmotnostným defektom a väzbovou energiou.
Čo je hromadná porucha?
Hmotnostná chyba systému je rozdiel nameranej hmotnosti systému od vypočítanej hmotnosti systému. Takéto udalosti sa vyskytujú pri jadrových reakciách. Takouto udalosťou je napríklad jadrová reakcia prebiehajúca na slnku. Štyri jadrá vodíka sa spájajú a vytvárajú jadro hélia. Tento proces je známy ako jadrová fúzia. V tomto procese je kombinovaná nameraná hmotnosť štyroch vodíkových jadier väčšia ako kombinovaná hmotnosť produktov. Chýbajúca hmota sa premení na energiu. Aby sme správne pochopili tento koncept, musíme najprv pochopiť dualitu energie a hmoty. Teória relativity spolu s kvantovou mechanikou ukázali, že energia a hmotnosť sú vzájomne zameniteľné. To vedie k zachovaniu energie – hmoty vesmíru. Ak však nie je prezentovaná jadrová fúzia alebo jadrové štiepenie, možno sa domnievať, že energia systému je zachovaná. Keď Albert Einstein v roku 1905 postuloval teóriu relativity, takmer všetko klasické sa pokazilo. 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 množstvá sú dve formy hmoty. Slávna rovnica E=mc2 nám udáva množstvo energie, ktoré možno získať z m množstva hmoty.
Čo je väzbová energia?
Väzbová energia je energia, ktorá sa uvoľní, keď sa systém prenesie z neviazanej situácie do viazanej situácie. Keď sa vezme do úvahy systém, ide o stratu energie. Avšak konvenciou pre väzbovú energiu je brať ju ako pozitívnu. Celková potenciálna energia konečného systému je pri prechode systému do viazaného stavu vždy nižšia ako počiatočného systému. Na druhej strane je táto väzbová energia potrebná na prerušenie väzby systému. Pre jadrové reakcie prichádza táto väzbová energia vo forme hromadného defektu. Čím vyššia je väzbová energia systému, tým je systém stabilnejší. Tvorba väzby je vždy exotermická reakcia, zatiaľ čo rozbitie väzby je vždy endotermické. Pri tvorbe molekúl a vytváraní medzimolekulových väzieb sa väzbová energia uvoľňuje ako teplo alebo elektromagnetické žiarenie.
Aký je rozdiel medzi hromadným defektom a väzbovou energiou?
• Hmotnostný defekt je rozdiel medzi vypočítanou hmotnosťou systému a nameranou hmotnosťou systému, zatiaľ čo väzbová energia je celkový energetický rozdiel medzi počiatočným systémom a viazaným systémom.
• Pri jadrových reakciách väzbová energia zodpovedá hmotnostnému defektu systému.
