Fuinneamh Ceangail Núicléach
Tá meáchan núicléis beagán níos lú ná suim a phrótón agus a neodrón ar leithligh. Ní imigh an mhais sin in áit ar bith — d’éirigh sí ina fuinneamh ceangail a choinníonn an núicléas le chéile. Is é núicléas an iarainn an ceann is dúithe de gach eilimint, agus sin an fáth go scaoileann comhleá núicléis éadroma, agus scoilt núicléis trom, fuinneamh araon de réir mar a bhogann siad i dtreo an iarainn.
An fhoirmle
E = Δm · c²
- E — fuinneamh ceangail (J): an fuinneamh a scaoileadh nó atá de dhíth chun an núicléas a choimeád le chéile
- Δm — earráid mhaise (kg): an mhais atá in easnamh i gcomórtas leis na prótóin agus na neodróin ar leithligh
- c — luas an tsolais (m/s): tairiseach ollmhór, thart ar thrí fá deich go dtí an t-ochtú méadar in aghaidh an tsoicind
Sampla oibreáilte
Tá 0.01 cileagram de mhais in easnamh ag núicléas i gcomórtas lena phrótón agus a neodrón ar leithligh. Cé mhéad fuinneamh ceangail a léiríonn an mhais atá in easnamh sin?
- Δm = 0.01 kg
- c = 3×10⁸ m/s
- E = Δm · c²
- E = 0.01 kg · (3×10⁸ m/s)²
E = 9×10¹⁴ J
Cuir tástáil ort féin
Tá 0.02 cileagram de mhais in easnamh ag núicléas eile in ionad. Cé mhéad fuinneamh ceangail a léiríonn sin?
- Freagra ceart: 1.8×10¹⁵ J
- 4.5×10¹⁴ J
- 1.8×10¹⁶ J
Go díreach — scálann fuinneamh go díreach leis an mais atá in easnamh: 0.02 kg × (3×10⁸ m/s)² = 1.8×10¹⁵ júl.
Suíonn iarann ag barr iomlán cuar an fhuinnimh cheangail. Cad a chiallaíonn sé sin do chomhleá agus scoilt?
- Ní scaoileann ach comhleá fuinneamh; ionsaíonn scoilt in aice an iarainn é
- Ní scaoileann ach scoilt fuinneamh; ionsaíonn comhleá in aice an iarainn é
- Freagra ceart: Scaoileann comhleá agus scoilt araon fuinneamh de réir mar a bhogann siad i dtreo an iarainn
Ceart — scaoileann eilimintí níos éadroime ná iarann fuinneamh trí chomhleá, agus scaoileann eilimintí níos troime ná iarann fuinneamh trí scoilt, an bheirt ag bogadh i dtreo núicléis dhúithe an iarainn.
Cén áit a bhfeiceann tú é seo
Athraíonn an Ghrian thart ar 4 milliún tonna dá hathmais féin ina solas gach soicind trí hidrigin a chomhleá i dtreo cóiréis an iarainn; ritheann stáisiún núicléach an treo eile, ag scoilteadh úráiniam trom agus ag fágáil do na blúirí mais a chailleadh mar fhuinneamh. An bheirt ag sleamhnú síos an fána chéanna — i dtreo an iarainn, an núicléas is dúithe ar fad.
Botúin choitianta
An t-iontas le tabhairt chun cuimhne: suíonn iarann ag BARR chuair an fhuinnimh cheangail, mar sin scaoileann an bheirt araon — comhleá núicléis éadroma AGUS scoilt na gcinn trom — fuinneamh: bíonn an bua ag aon rud atá ag bogadh i dtreo an iarainn. Agus tá an phraghsáil gan trócaire: E = Δm · c², mar sin is í 0.02 kg de mhais atá in easnamh 0.02 × (3×10⁸ m/s)² = 1.8×10¹⁵ J — dúbáiltear an mhais atá in easnamh, dúbáiltear an fuinneamh, agus is é c² an fáth nár chiallaíonn “mais bheag” riamh “fhuinneamh beag”.
Conas a nascann sé
Dúnann sé seo an modúl tríd a dhá philliúr a cheangal le chéile: míníonn meicnic chandamach cé na núicléis atá seasmhach go leor chun suí agus cé na cinn a mheathann (an ceacht roimhe seo), agus tiontann E = Δm · c² na coibhneasachta — deartháir cáiliúil leathnaithe ama — an difríocht máise ina fhuinneamh a scaoileann réaltaí, imoiblitheoirí, agus núicléis neamhsheasmhacha i ndáiríre.