Ενέργεια δέσμευσης ανά νουκλεόνιο και διακύμανσή της με τον μαζικό αριθμό
Εισαγωγή
Ό,τι παρατηρούμε γύρω μας έχει μια δεσμευτική δύναμη και ενέργεια που τα ενώνει. Ο πυρήνας, επίσης, αποτελείται από πρωτόνια και ηλεκτρόνια, τα οποία συνδέονται ισχυρά με ενέργεια.
Η ενέργεια δέσμευσης μπορεί να οριστεί ως η ελάχιστη ποσότητα ενέργειας που απαιτείται για την απομάκρυνση ενός νετρονίου, πρωτονίου ή ηλεκτρονίου από τον πυρήνα. Για παράδειγμα, ένα σύστημα περιλαμβάνει διάφορα υποατομικά σωματίδια. Τώρα, το μικρότερο μέγεθος ενέργειας που χρειαζόμαστε για να αφαιρέσουμε ένα μόνο σωματίδιο είναι η ενέργεια δέσμευσης. Αυτό το άρθρο θα μελετήσει τον ορισμό, τον τύπο και την εξήγηση της καμπύλης ενέργειας δέσμευσης και ενέργειας δέσμευσης.
Τι είναι η πυρηνική δεσμευτική ενέργεια;
Η ποσότητα ενέργειας που απαιτείται για την αποκόλληση ενός σωματιδίου από ένα σύστημα σωματιδίων ή για τη διασπορά όλων των σωματιδίων του συστήματος είναι γνωστή ως ενέργεια δέσμευσης. Με άλλα λόγια, η Πυρηνική Δέσμευση είναι η συγκεκριμένη ποσότητα ενέργειας που απαιτείται για να χωριστεί ο πυρήνας ενός ατόμου σε διαφορετικά συστατικά. Αυτή η μορφή ενέργειας χρησιμοποιείται για να αποφασιστεί η ευνοϊκή διαδικασία, δηλαδή η σχάση ή η σύντηξη.
Εξωεργικές αντιδράσεις
Σύμφωνα με τη θερμοδυναμική, μια εξεργονική αντίδραση είναι όταν η μεταβολή της ελεύθερης ενέργειας είναι αρνητική. Εάν το σύστημα είναι κλειστό και οι θερμοκρασίες έναρξης και τελικής θερμοκρασίας είναι ίδιες, αυτό συνεπάγεται μια αυθόρμητη αντίδραση. Η ελεύθερη ενέργεια Gibbs χρησιμοποιείται για διεργασίες σε ένα κλειστό σύστημα σε σταθερή πίεση και θερμοκρασία. Αντίθετα, η ενέργεια Helmholtz χρησιμοποιείται για δραστηριότητες σταθερού όγκου και θερμοκρασίας. Σύμφωνα με τον δεύτερο θερμοδυναμικό νόμο, κάθε αντίδραση που συμβαίνει σε σταθερή θερμοκρασία χωρίς την προσθήκη ηλεκτρικής ενέργειας ή ενέργειας φωτονίων είναι εξεργειακή. Η κυτταρική αναπνοή είναι ένα παράδειγμα.
Ενδεργικές αντιδράσεις
Η ενεργονική αντίδραση είναι η χημική διαδικασία κατά την οποία η τυπική αλλαγή στην ελεύθερη ενέργεια είναι θετική. Η αντίδραση απαιτεί πρόσθετη κινητήρια δύναμη για να ολοκληρωθεί. Σύμφωνα με την υπόθεση του λαϊκού, ολόκληρη η ποσότητα της χρήσιμης ενέργειας είναι αρνητική. άρα η συνολική ενέργεια είναι αρνητική. Δείτε την εξεργολογική αντίδραση για τη συνολική βελτίωση του καθαρού αποτελέσματος. Εναλλακτικά, για να το θέσουμε είναι ότι για να συμβεί η αντίδραση, η ενέργεια από το περιβάλλον πρέπει να απορροφηθεί στο λειτουργικό σύστημα.
Ποιος είναι ο διαφορετικός τύπος ενέργειας δέσμευσης;
- Ενέργεια δέσμευσης ηλεκτρονίων ή ενέργεια ιονισμού
- Ατομική Ενέργεια Δέσμευσης
- Πυρηνική δεσμευτική ενέργεια
Τι είναι η ενέργεια δέσμευσης και η ενέργεια δέσμευσης ανά νουκλεόνιο;
Η πυρηνική ενέργεια δέσμευσης είναι η χαμηλότερη ποσότητα ενέργειας που απαιτείται για τη διάσπαση ή την αποσυναρμολόγηση του πυρήνα ενός ατόμου σε υποατομικά σωματίδια. Ο όρος νουκλεόνιο αναφέρεται στα υποατομικά σωματίδια που αποτελούν τον πυρήνα, όπως τα πρωτόνια και τα νετρόνια.
Η διαφορά μεταξύ της πυρηνικής έλξης και της διασπαστικής ενέργειας της ηλεκτρικής δύναμης είναι ισοδύναμη με τη συνολική ενέργεια δέσμευσης που συνδέεται με έναν ορισμένο πυρήνα. Αξίζει να σημειωθεί ότι όσο αυξάνεται ο αριθμός των νουκλεονίων στον πυρήνα, αυξάνεται και η καθαρή ενέργεια δέσμευσης ανά νουκλεόνιο. Ως αποτέλεσμα, ο ατομικός αριθμός επηρεάζει την καθαρή ενέργεια δέσμευσης ανά νουκλεόνιο.
Σχέση μεταξύ ενέργειας δέσμευσης και αριθμού μάζας
Η ενέργεια δέσμευσης ανά νουκλεόνιο υπολογίζεται διαιρώντας την ενέργεια δέσμευσης με τον αριθμό μάζας του πυρήνα και είναι ένα μέτρο της σταθερότητας του πυρήνα. Για ελαφρύτερα νουκλεΐδια, η ενέργεια δέσμευσης ανά νουκλεόνιο είναι μικρότερη και αυξάνεται με τον μαζικό αριθμό. Ως αποτέλεσμα, καθώς αυξάνεται ο αριθμός μάζας, η ενέργεια δέσμευσης ανά νουκλεόνιο πέφτει.
Συμπέρασμα
Έχουμε διαβάσει για τη δεσμευτική ενέργεια, τα είδη της και τις εξωεργικές και ενδοεργικές αντιδράσεις στο παραπάνω θέμα. Μάθαμε ότι η ελάχιστη ποσότητα ενέργειας που απαιτείται για την αφαίρεση ενός σωματιδίου από το σύστημα ενός σωματιδίου είναι γνωστή ως ενέργεια δέσμευσης. Είναι η ενέργεια που χρησιμοποιείται για τη διάσπαση ενός συστήματος σωματιδίων σε μεμονωμένες μονάδες. Η ενέργεια δέσμευσης μελετάται κυρίως στην ατομική φυσική, τη χημεία και τη φυσική της συμπυκνωμένης ύλης. Η φράση binding Energy περιγράφει την ενέργεια διαχωρισμού.
Απαιτείται ενέργεια δέσμευσης για τη διάσπαση των υποατομικών σωματιδίων στους ατομικούς πυρήνες ή στον πυρήνα ενός ατόμου σε νετρόνια και συστατικά πρωτονίων, γενικά γνωστά ως νουκλεόνια. Επειδή κάθε πυρήνας χρειάζεται καθαρή ενέργεια για να απομονωθεί σε κάθε νετρόνιο και πρωτόνιο, η ενέργεια δέσμευσης των πυρήνων είναι θετική.
