Massdefekt vs bindningsenergi
Massdefekt och bindningsenergi är två begrepp som man stöter på i studiet av områden som atomstruktur, kärnfysik, militära tillämpningar och materias vågpartikeldualitet. Det är viktigt att ha en klar förståelse för dessa begrepp för att kunna tillämpa deras egenskaper och utmärka sig inom sådana områden. I den här artikeln kommer vi att diskutera vad massdefekt och bindningsenergi är, deras tillämpningar, definitionerna av massdefekt och bindningsenergi, deras likheter och slutligen skillnaderna mellan massdefekt och bindningsenergi.
Vad är massdefekt?
Massdefekt i ett system är skillnaden mellan systemets uppmätta massa och systemets beräknade massa. Sådana händelser inträffar i kärnreaktioner. Till exempel är kärnreaktionen som äger rum i solen en sådan händelse. Fyra vätekärnor smälter samman och bildar en heliumkärna. Denna process är känd som kärnfusion. I denna process är den kombinerade uppmätta massan av de fyra vätekärnorna större än den kombinerade massan av produkterna. Den saknade massan omvandlas till energi. Man måste först förstå energi – materias massdualitet för att förstå detta koncept ordentligt. Relativitetsteorin tillsammans med kvantmekaniken visade att energi och massa är de utbytbara. Detta ger upphov till energi – massbevarande av universum. Men när kärnfusion eller kärnklyvning inte presenteras kan det anses att energin i ett system är bevarad. När Albert Einstein postulerade relativitetsteorin 1905 bröt nästan allt klassiskt samman. Han fortsatte med att visa att vågor ibland betedde sig som partiklar och partiklar betedde sig som vågor. Detta var känt som vågpartikeldualiteten. Detta ledde till unison mellan massa och energi. Båda dessa kvantiteter är två former av materia. Den berömda ekvationen E=mc2 ger oss mängden energi som kan erhållas från m mängd massa.
Vad är bindningsenergi?
Bindningsenergi är den energi som frigörs när ett system överförs från en obunden situation till en bunden situation. När systemet beaktas är detta en energiförlust. Konventionen för bindningsenergin är dock att ta den som positiv. Den totala potentiella energin för det slutliga systemet är alltid lägre än det initiala systemet när ett system övergår till ett bundet tillstånd. I sin tur krävs denna bindningsenergi för att bryta bindningen av systemet. För kärnreaktioner kommer denna bindningsenergi i form av massdefekt. Högre bindningsenergi för ett system, desto stabilare är systemet. Bildandet av en bindning är alltid en exoterm reaktion medan brytning av en bindning alltid är endoterm. För molekylär bildning och intermolekylär bindningsbildning frigörs bindningsenergin som värme eller elektromagnetisk strålning.
Vad är skillnaden mellan massdefekt och bindningsenergi?
• Massdefekt är skillnaden mellan den beräknade massan av systemet och den uppmätta massan av systemet, medan bindningsenergi är den totala energiskillnaden mellan det initiala systemet och det bundna systemet.
• Vid kärnreaktioner motsvarar bindningsenergin systemets massdefekt.
