Oblicz deficyt masy będący efektem utworzenia cząsteczki wodoru z dwóch atomów wodoru. Energia wiąza.... Question from @Bigmati

January 2019 1 33 Report

Oblicz deficyt masy będący efektem utworzenia cząsteczki wodoru z dwóch atomów wodoru.
Energia wiązania cząsteczki wodoru Ew=4,52 eV. Porównaj obliczony deficyt masy z masą protonu. Czy obliczając masę cząsteczki jako sumę mas atomów składowych pomijając deficyt masy,popełniamy duży błąd.
Książka: Świat fizyki M.Fiałkowska ZamKor 1 Technikum.
Rozwiązanie + wytłumaczenie !!! i bez "kopiuj-wklej".
Dziękuuje i szybka odp + naj :) :)

dominnio Znamy energię wiązania cząsteczki wodoru, więc od razu możemy przejść do rzeczy. Wykorzystamy do tego najbardziej znany wzór fizyki, czyli :
$E=mc^2$

Jeśli nie wiesz to wytłumaczę. Wzór ten określa zależność pomiędzy masą a energią. W uproszczeniu to jest tak, że masa może znikać, ale z kolei nic w przyrodzie nie ginie, dlatego z tej masy powstaje energia. Gdy dwa atomy wodoru łączą się tworząc cząsteczkę pewna część masy zostaje zamieniona na energię wiązań.

Z tym małym wstępem teoretycznym możemy przejść do obliczeń.
$E=mc^2$
$c$ - prędkość światła ( $c=3\cdot 10^{8}\frac{m}{s}$ )

$m= \frac{E}{c^2}$
Tutaj napotykamy pierwszy problem. Energia wiązań podana została w elektronowoltach, a nie w dżulach (jednostce układu SI). Trzeba przeliczyć te jednostki.
$4,52\ eV=4,52\cdot 1,6\cdot 10^{-19}J=7,232\cdot 10^{-19}J$

Teraz rozwiązujemy dalej.
$m= \frac{E}{c^2} = \frac{7,232\cdot 10^{-19}J}{9\cdot 10^{16}\frac{m^2}{s^2}} =0,803(5)\cdot 10^{-35}kg=8,03(5)\cdot 10^{-36}kg$

Masę w kilogramach możemy zamienić na unity (to będzie bardziej czytelne).
$0,803(5)\cdot 10^{-35}\cdot 6,02\cdot 10^{26}\ u\approx 4,837\cdot 10^{-9}\ u$

Masa protonu to około 1 u (dokładniej 1,00727 u).

Wniosek nasuwa się sam : Obliczając masę cząsteczki jako sumę mas atomów składowych nie popełniamy prawie żadnego błędu (błąd jest na poziomie milionowych części promila)

3 votes Thanks 4