所具有的总能量是一定的,等于光速的平方与其质量的乘积,这里所说的总能量不是单指物体的动能、核能或其他哪一种能量,而是物体所具有的各种能量之和,物体质量增加,则总能量增加,质量减小,总能量随之减小,二者在数值上存在着简单的正比关系。
4.核能的计算
(1)利用质能方程计算核能:
①根据核反应方程,计算核反应前与核反应后的质量亏损Δm;
②根据爱因斯坦质能方程ΔE=Δmc2计算核能。
质能方程ΔE=Δmc2中,Δm的单位用"kg",c的单位用"m/s",则ΔE的单位为"J";若Δm的单位用"u",则可直接利用ΔE=Δm(u)×931.5 MeV计算,此时ΔE的单位为"MeV",即1 u=1.660 6×10-27 kg,相当于931.5 MeV,这个结论可在计算中直接应用。
(2)根据能量守恒定律和动量守恒定律计算核能:
参与核反应的粒子所组成的系统,在核反应过程中的动量和能量是守恒的,因此,在题给条件中没有涉及质量亏损,或者核反应所释放的核能全部转化为生成的新粒子的动能而无光子辐射的情况下,由动量守恒定律和能量守恒定律可以计算出释放的核能。
(3)应用阿伏加德罗常数计算核能:
若要计算具有宏观质量的物质中所有原子核都发生核反应所放出的总能量,应用阿伏加德罗常数计算核能较为简便。
①根据物质的质量m和摩尔质量M,由n=求出物质的量,并求出原子核的个数N=NAn=NA;
②由题设条件求出一个原子核与另一个原子核反应放出的能量E0(或直接从题目中找出E0);
③根据E=NE0求出释放的总能量。
[试身手]
3.关于原子核能,下列说法正确的是( )
A.使原子核分解为核子时放出的能量
B.核子结合成原子核时需要供给的能量
C.核子结合成原子核时吸收的能量或原子核分解成核子时放出的能量
D.核子结合成原子核时放出的能量或原子核分解成核子时吸收的能量
解析:选D 由比结合能曲线知核子结合成较大原子核时,比结合能增加,要发生质量亏损放出能量,反之吸收能量。故只有D对。