对结合能的理解及计算 1.对质量亏损的理解
质量亏损,并不是质量消失,减少的质量在核子结合成核的过程中以能量的形式辐射出去了.物体质量增加,则总能量随之增加;质量减少,总能量也随之减少,这时质能方程也写为ΔE=Δmc2.
2.核能的计算方法
(1)根据质量亏损计算
①根据核反应方程,计算核反应前后的质量亏损Δm.
②根据爱因斯坦质能方程ΔE=Δmc2计算核能.
其中Δm的单位是千克,ΔE的单位是焦耳.
(2)利用原子质量单位u和电子伏特计算
根据1原子质量单位(u)相当于931.5 MeV的能量,用核子结合成原子核时质量亏损的原子质量单位数乘以931.5 MeV,即ΔE=Δm×931.5 MeV.其中Δm的单位是u,ΔE的单位是MeV.
【例1】 取质子的质量mp=1.672 6×10-27 kg,中子的质量mn=1.674 9×10-27 kg,α粒子的质量mα=6.646 7×10-27 kg,光速c=3.0×108 m/s.请计算α粒子的结合能.(计算结果保留两位有效数字)
[解析] 组成α粒子的核子与α粒子的质量差
Δm=(2mp+2mn)-mα
结合能ΔE=Δmc2
代入数据得ΔE=4.3×10-12 J.
[答案] 4.3×10-12 J
核能的两种单位