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
①明确原子质量单位u和电子伏特之间的关系
u=1.660 6×10-27 kg,1 eV=1.602 178×10-19 J
由E=mc2
得E= eV=931.5 MeV
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2 下列说法中,正确的是( )
A.爱因斯坦质能方程反映了物体的质量就是能量,它们之间可以相互转化
B.由E=mc2可知,能量与质量之间存在着正比关系,可以用物体质量作为它所蕴藏的能量的量度
C.核反应中发现的"质量亏损"是消失的质量转变为能量
D.因为在核反应中能产生能量,有质量的转化,所以系统只有质量数守恒,系统的总能量和总质量并不守恒
答案 B
解析 E=mc2说明能量和质量之间存在着联系,即能量与质量之间存在着正比关系,但并不说明能量和质量之间存在相互转化的关系,故A错误,B正确;核反应中的"质量亏损"并不是质量消失,实际上是由静止的质量变成运动的质量,并不是质量转变成能量,故C错误;在核反应中,质量守恒,能量也守恒,在核反应前后只是能量的存在方式不同,总能量不变,在核反应前后只是物质由静质量变成动质量,故D错误.
例3 H的质量是3.016 050 u,质子的质量是1.007 277 u,中子的质量为1.008 665 u.求:(质量亏损1 u相当于释放931.5 MeV的能量)
(1)一个质子和两个中子结合为氚核时,是吸收还是放出能量?该能量为多少?
(2)氚核的结合能和平均结合能各是多少?
答案 (1)放出 7.97 MeV (2)7.97 MeV 2.66 MeV
解析 (1)一个质子和两个中子结合成氚核的反应方程式是H+2n―→H,
反应前各核子总质量为
mp+2mn=(1.007 277+2×1.008 665) u=3.024 607 u,