Une unité de masse atomique, ou amu, est un douzième de la masse d’un atome de carbone 12 non lié, et elle est utilisée pour exprimer la masse des particules atomiques et subatomiques. Le joule est l’unité d’énergie du Système international d’unités. La compréhension de la relation entre l’énergie de liaison et le défaut de masse dans l’équation de la théorie de la relativité d’Albert Einstein clarifie le processus de conversion de l’amu en joules. Dans l’équation, le défaut de masse est la masse » disparaissante » des protons et des neutrons qui est convertie en énergie qui maintient le noyau ensemble.
Rappelez-vous que la masse d’un noyau est toujours inférieure à la somme des masses individuelles des protons et neutrons qui le composent. Dans le calcul du défaut de masse utiliser la pleine précision des mesures de masse, parce que la différence de masse est faible par rapport à la masse de l’atome. En arrondissant les masses d’atomes et de particules à trois ou quatre chiffres significatifs avant le calcul, on obtient un défaut de masse calculé de zéro.
Convertir l’unité de masse atomique (amu) en kilogrammes. Rappelez-vous que 1 amu = 1.66053886*10^-27kg.
Ecrire la formule d’Einstein pour l’énergie de liaison « »E » : « E = « m_c^2, où « c » est la vitesse de la lumière qui est égale à 2,9979_10^8m/s ; » m » est le défaut de masse et est égal à 1 amu dans cette explication.
Remplacer la valeur de 1 amu en kilogrammes et la valeur de la vitesse de la lumière dans l’équation d’Einstein. « E= 1.66053886_10^-27kg_(2.9979*10^8m/s) ^2.
Utilisez votre calculatrice pour trouver « E en suivant la formule de l’étape 4.
Ce sera votre réponse en kg_m^2 /s^2 : « E= 1.66053886_10^-27 _8.9874_10^16=1.492393*10^-10.
Convertir 1,4923933_10^-10 kg_m^2 /s^2 en joules « J » Sachant que 1 kg_m^2 /s^2 = 1 J, la réponse sera 1 amu = 1,4923933_10^-10 J.
Convertir le défaut de masse (amu) du lithium-7 en joules « J ». La masse nucléaire du lithium-7 est égale à 7,014353 amu. Le nombre de nucléons du lithium est de 7 (trois protons et quatre neutrons).
Cherchez les masses de protons et de neutrons (la masse d’un proton est de 1,007276 amu, la masse de neutron est de 1,008665 amu) en les additionnant pour obtenir la masse totale : (3_1,007276) + (4_1,008665). Le résultat est 7.056488 amu. Maintenant, pour trouver le défaut de masse, soustrayez la masse nucléaire de la masse totale : 7,056488 – 7,014353 = 0,042135 amu.
Convertir l’émeu en kilogrammes (1 émeu = 1,6606_10^-27kg) en multipliant 0,042135 par 1,6606_10^-27. Le résultat sera 0.0699693_10^-27kg. En utilisant la formule d’Einstein d’équivalence masse-énergie (« E = « m_c^2), substituer les valeurs du défaut de masse en kilogrammes et la valeur de la vitesse de la lumière « c » en mètres par seconde pour trouver l’énergie « E ». E = 0,0699693_10^-27_(2,9979_10^8)^2 = 6,28842395_10^-12 kg*m^2/s^2. Ce sera votre réponse en joules « J ».
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