Energie und Masse
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Jimena JaraJose Pablo Quirós
Sebastián Rojas
Fähigkeit Objekte zu erwärmen, verformen, beleuchten oder bewegen.
Joule
Elektronenvolt
Ein Elektronenvolt ist die Energie, die ein Teilchen mit der Elementarladung erhält, wenn es im Vakuum die Spannung von 1 V durchläuft, dadurch beschleunigt wird und somit kinetische Energie gewinnt.
Elektronenvolt: 1 eV= 1,60218*10-19 J
Eigenschaft der Materie
Einheit: Das Kilogramm
Proton 1,007276 uOrdnungszahl (Z)12
6C
Neutron 1,008665 uMassenzahl-Ordnungszahl(Z) =(N)12
6C12-6=6
Elektron 0,0005485u
Unterschied zwischen der Summe der Masse aller Nukleonen und der Masse des Atomkerns.
Teil der Masse wird in Energie umgewandelt.
∆m = ZmP + NmN - mKMasse eines Protons
Masse eines neutrons
Kernmasse
Beispiel: Die Masse eines Protons beträgt mp = 1,007276 u, die
eines Neutrons mn = 1,008665 u.
Der Kern von Helium 4He besteht aus zwei Protonen und zwei Neutronen; die Summe aus deren Ruhemassen wäre 4,03188 u, die Ruhemasse des 4He-Kerns beträgt aber nur 4,00151 u.
∆m= (2*1,007276 u+2* 1,008665 u) - 4,00151 u
Der Massendefekt beträgt hier also 0,03037 u beziehungsweise 0,76 % der Ausgangsmasse.
Es ist ein Apparat zum Messen der Masse von Teilchen.
Dazu wird die untersuchte Substanz in die Gasphase überführt, ionisiert und die ionisierten Teilchen werden durch ein elektrisches Feld beschleunigt.
Danach gehen diese Teilchen durch ein Magnetfeld, das die Teilchen ablenkt. Durch die Ablenkung kann man messen, wie schwer der Atomkern ist.
Massenspektrograph
Masse und Energie werden durch diese Formel verbunden:
E=m*c2
Moderne Physik-Klassische Physik
Der Massendefekt wiederspricht die Aussage:
“Masse bleibt immer erhalten”
Energie, die bei der Bildung des Kerns aus den Nukleonen frei wird.
EB= ∆m*c2
EB= (ZmP +NmN-mK)*c2
(Bei dem Helium Atom)
EB= 0,03037 u *(300000km/h)2
EB=2.733.300.000u*(km/h)2
Wenn leichte Nuklide durch Kernfusion eine höhere Nukleonenzahl erreichen, dann erhöht sich der Massendefekt pro Nukleon; diese nun zusätzlich fehlende Masse wird in Energie umgewandelt, die genutzt werden kann.
Umgekehrt setzen schwere Kerne Energie frei, wenn sie durch Kernspaltung in zwei Kerne mittlerer Masse zerlegt werden.
Die Summe der Masse und Energie ist jeweils vor und nach einer Kernreaktion gleich
ß-) ß+) n p + e- p n + e+
Beispiel:
22386Rn 223
87Fr+0-1β 203
83Bi 20382Pb+ 0
+1β
Die Masse des Protons wird von der Masse des Elektrons teilweise kompensiert.
Die Kinetische Energie des Elektrons kompensiert sie vollständig.
Endotherme Kernreaktion: Nukleone verbinden sich zu einem Kern.
Exotherme Kernreaktion: Spaltung der Kerne, was die
Bindungsenergie freisetzt.
Links http://www.youtube.com/watch?v=vbCj5scX
vqg (Bindungsenergie, Massendefekt)
http://videos.howstuffworks.com/hsw/27493-physical-science-exothermic-and-endothermic-reactions-video.htm(endotherme,exothermeReaktionen)