Hromadný defekt vs vazebná energie
Hmotný defekt a vazebná energie jsou dva pojmy, se kterými se setkáváme při studiu oborů, jako je atomová struktura, jaderná fyzika, vojenské aplikace a dualita vlnových částic hmoty. Je životně důležité těmto pojmům jasně porozumět, aby bylo možné uplatnit jejich vlastnosti a vyniknout v těchto oblastech. V tomto článku se budeme zabývat tím, co je hmotnostní defekt a vazebná energie, jejich aplikace, definice hmotnostního defektu a vazebné energie, jejich podobnosti a nakonec rozdíly mezi hmotnostním defektem a vazebnou energií.
Co je hromadná vada?
Hmotnostní vada systému je rozdíl naměřené hmotnosti systému od vypočtené hmotnosti systému. K takovým událostem dochází při jaderných reakcích. Takovou událostí je například jaderná reakce probíhající na slunci. Čtyři jádra vodíku se spojí a vytvoří jádro helia. Tento proces je známý jako jaderná fúze. V tomto procesu je kombinovaná naměřená hmotnost čtyř vodíkových jader větší než kombinovaná hmotnost produktů. Chybějící hmota se promění v energii. Abychom správně pochopili tento koncept, musíme nejprve porozumět energii – hmotové dualitě hmoty. Teorie relativity spolu s kvantovou mechanikou ukázaly, že energie a hmotnost jsou vzájemně zaměnitelné. Tím vzniká energetická – hmotová konzervace vesmíru. Pokud však není uvedena jaderná fúze nebo jaderné štěpení, lze mít za to, že energie systému je zachována. Když Albert Einstein v roce 1905 postuloval teorii relativity, téměř vše klasické se zhroutilo. Dále ukázal, že vlny se někdy chovaly jako částice a částice se chovaly jako vlny. Toto bylo známé jako dualita vlnových částic. To vedlo k jednotě mezi hmotou a energií. Obě tyto veličiny jsou dvě formy hmoty. Slavná rovnice E=mc2 nám udává množství energie, které lze získat z m množství hmoty.
Co je vazebná energie?
Vazebná energie je energie, která se uvolní, když systém přejde z nesvázané situace do vázané situace. Když se vezme v úvahu systém, jedná se o energetickou ztrátu. Nicméně, konvence pro vazebnou energii je brát ji jako pozitivní. Celková potenciální energie konečného systému je při přechodu systému do vázaného stavu vždy nižší než výchozího systému. Tato vazebná energie je zase potřebná k přerušení vazby systému. U jaderných reakcí přichází tato vazebná energie ve formě hromadného defektu. Čím vyšší je vazebná energie systému, tím je systém stabilnější. Tvorba vazby je vždy exotermická reakce, zatímco rozbití vazby je vždy endotermické. Pro tvorbu molekul a tvorbu intermolekulárních vazeb se vazebná energie uvolňuje jako teplo nebo elektromagnetické záření.
Jaký je rozdíl mezi hromadným defektem a vazebnou energií?
• Hmotnostní defekt je rozdíl mezi vypočítanou hmotností systému a naměřenou hmotností systému, zatímco vazebná energie je celkový energetický rozdíl mezi počátečním systémem a vázaným systémem.
• Při jaderných reakcích odpovídá vazebná energie hmotnostnímu defektu systému.
