質(zhì)能方程是用于一切事物的
而核能計(jì)算是用的兩個(gè)質(zhì)能方程相減的形式,計(jì)算出吸收或者放出的能量。
不知道這樣說,你能不能明白。如果還不清楚,可以再問,我很樂意回答的~~~
(1)核反應(yīng)方程為:Li+n→H+He
(2)依據(jù)△E=△mc2得:△m=?u=0.0052u
(3)根據(jù)題意有:0=m1v1+m2v2
式中m1、m2、v1、v2分別為氚核和α粒子的質(zhì)量和速度,由上式及動(dòng)能Ek=,可得它們的動(dòng)能之比為:
Ek1:Ek2=:=:=m2:m1=4:3.
(4)α粒子的動(dòng)能
Ek2=(Ek1+Ek2)=×4.8MeV=2.06MeV.
答:(1)衰變方程為:Li+n→H+He.
(2)質(zhì)量虧損為0.0052u
(3)氚和α粒子的動(dòng)能之比是4?:3
(4)α粒子的動(dòng)能是2.06MeV.
偉大的天才科學(xué)家愛因斯坦發(fā)現(xiàn)的質(zhì)量和能量互變的方程,為人類對這個(gè)問題的認(rèn)識(shí)提供了理論依據(jù),這就是愛因斯坦發(fā)現(xiàn)的質(zhì)量和能量互變的方程式,簡稱為質(zhì)能方程。
E=m·C2
式中的E代表能量,m代表質(zhì)量,C代表光速,等于3′108m/s,為一個(gè)定值。這個(gè)方程表明,當(dāng)變化的速度為光速時(shí),物質(zhì)所具有的能量和它的質(zhì)量成正比。質(zhì)量越大,它所具有的能量就越大,當(dāng)質(zhì)量發(fā)生變化時(shí),能量也隨之發(fā)生變化:
DE=Dm·C2,
由于C2=9′1016是一個(gè)非常大的數(shù)值,所以即使質(zhì)量發(fā)生很微小的變化,也會(huì)引起能量的巨大變化。
那么,在核反應(yīng)中,到底有沒有發(fā)生質(zhì)量的變化呢?我們還是以U-235發(fā)生的核反應(yīng)為例:23592U+10n?14156Ba+9236Kr+310n
通過實(shí)驗(yàn)可以測得一摩爾上述物質(zhì)的質(zhì)量分別為:
m(23592U) =235.0439g, m(10n)=1.0087g,
m(14156Ba)=140.9139g, m(9236Kr)=91.8973g。
現(xiàn)在請同學(xué)們計(jì)算一下,反應(yīng)前后的質(zhì)量各為多少。提問:
反應(yīng)前后的總質(zhì)量各為:
m(前)=235.0439g +1.0087g =236.0526g
m(后)=140.9139g +91.8973g +3′1.0087g =235.8373g
可以看出反應(yīng)后的質(zhì)量比反應(yīng)前的質(zhì)量少:
Dm= 236.0526g-235.8373g =0.2153g
根據(jù)質(zhì)能方程:
DE=Dm·C2=0.2153′9′1016=1.9377′1016 (J)
可見,雖然只有0.2153克的質(zhì)量變化,卻引起了1.9337 ′1016 (J)的能量變化。
實(shí)驗(yàn)證明:任何核反應(yīng)都伴隨著質(zhì)量的減少,所以任何核反應(yīng)的發(fā)生都有巨大的能量放出。
根據(jù)愛因斯坦的質(zhì)能方程,能量變化是由質(zhì)量變化引起的,而在初中我們學(xué)過任何化學(xué)反應(yīng)都遵循一個(gè)最基本的定律:質(zhì)量守恒定律。這個(gè)矛盾該怎么解決呢?
我們還是讓實(shí)驗(yàn)事實(shí)來說話:
CH4(g)+O2(g)=CO2(g)+H2O(l)+889.5 (kJ)
這是甲烷的熱化學(xué)方程式,一摩爾的甲烷完全燃燒時(shí),放出的熱量為889.5kJ, 如果它遵循質(zhì)能方程的話,請同學(xué)們算一算它的質(zhì)量變化為多少:提問(集體回答)
889.5′1000J
Dm = DE/C2= =9.883 ′10-12 (g)
1.典型的核裂變方程:
鈾235+中子----Kr+Ba+3個(gè)中子
2.核聚變:
氚核+氘核----氦核+中子