Як визначити питому енергію звязку ядра вуглецю C-13?

Пояснення: Питома енергія зв’язку ядра є величиною, яка вказує, скільки енергії потрібно для роз’єднання ядра даного атома. Для визначення питомої енергії зв’язку ядра вуглецю C-13 потрібно знати масу ядра і масу окремих нуклонів, з яких воно складається.

Вуглець C-13 складається з 6 протонів і 7 нейтронів. Маса протона дорівнює приблизно 1.0073 атомних одиниць, а маса нейтрона — близько 1.0087 атомних одиниць. Для підрахунку питомої енергії зв’язку, нам також необхідно знати масу вуглецю C-12, який є стабільним і має таку саму кількість протонів, але 6 нейтронів.

Маса ядра вуглецю C-13 дорівнює масі C-12 плюс маса одного нейтрона: 12 атомних одиниць + 1.0087 атомних одиниць. Отже, маса ядра C-13 дорівнює 13.0087 атомних одиниць.

Питома енергія зв’язку ядра вуглецю C-13 обчислюється з використанням формули: E = Δm * c^2, де Δm — різниця маси ядра C-13 і суми мас протонів і нейтронів, а c — швидкість світла.

Зі відомих значень маси ядра і маси нуклонів, можна обчислити різницю мас (Δm), підставити значення в формулу і отримати питому енергію зв’язку.

Приклад використання:

Запишемо відомі значення:
Маса C-12 = 12 атомних одиниць
Маса нейтрона = 1.0087 атомних одиниць

Обчислення:
Маса ядра C-13 = Маса C-12 + Маса нейтрона = 12 атомних одиниць + 1.0087 атомних одиниць = 13.0087 атомних одиниць

Δm = Маса ядра C-13 — (Кількість протонів * Маса протона + Кількість нейтронів * Маса нейтрона)
Δm = 13.0087 атомних одиниць — (6 * 1.0073 атомних одиниць + 7 * 1.0087 атомних одиниць)

Швидкість світла c = 3 * 10^8 м/с

E = Δm * c^2
E = Δm * (3 * 10^8)^2

Підставимо значення і розрахуємо питому енергію зв’язку ядра C-13.

Порада: Щоб краще зрозуміти концепцію питомої енергії зв’язку ядра та розрахунки, рекомендую вивчити теоретичную основу про атомне ядро, масу вуглецю C-13 та використовувати формули для розрахунків.

Вправа:
Знайдіть питому енергію зв’язку ядра вуглецю C-14, якщо воно складається з 6 протонів і 8 нейтронів. Використайте відоме значення маси протона і маси нейтрона для обчислення питомої енергії зв’язку.