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关于结合能比结合能质量亏损的能量辨析

关于结合能比结合能质量亏损的能量辨析

作者: 宋慧宋老师 | 来源:发表于2020-03-03 19:08 被阅读0次
核力特点 图片来自网络截屏

结合能:核子组成原子核所释放的能量或原子核拆成核子所吸收的能量,叫做这个原子核的结合能,也叫做这个原子核的总结合能。

比如说有n个核子组成一个原子核释放出来的能量是E,这个E就是这个原子核的结合能,也叫总结合能。则这个原子核的总结合能E除以核子数n,就是这个原子核的比结合能即E/n(也叫平均结合能)。这个过程中质量亏损的能量也是这个E,当然质量亏损的能量除以核子数也等于比结合能。

那么问题来了:

1、质量亏损的能量是不是就是原子核的总结合能呢?

2、总结合能与原子核的总能量有什么关系呢?

3、在自然反应的裂变或聚变过程都是释放能量的,都是生成物的比结合能大于反应物的比结合能;而电荷数又是守恒的,也就是说生成物的总结合能大于反应物的总结和能。貌似能量就这么凭空增加了,更何况还有释放出来的能量,增加的更多,能量是不是在这里就不守恒了呢?

逐条回答:

1、如果是单个核子组成原子核所释放出来的能量那就是这个原子核的总结合能,也是质量亏损的能量,符合爱因斯坦质能方程,这个释放出来的能量除以核子数就是比结合能(平均结合能);或者原子核拆成单个核子吸收的能量也是结合能,此时不发生质量亏损,而是质量增加,增加的质量也符合爱因斯坦质能方程。

那么其它的聚变或者裂变释放的能量,严格来讲不能称之为反应物或生成物的结合能。可以说,这表明了存在这结合能这种东西。毕竟不是由单个核子聚合或者裂成单个核子。此过程质量亏损与释放出来的能量之间符合爱因斯坦质能方程。但是不能说质量亏损的能量就是反应物的结合能,更不能由这个质量亏损释放的能量除以这个原子的核子数,当成这个原子核的比结合能(平均结合能)。

2、结合能是指核子结合成原子核所释放出来的能量。那么如果核子独立存在就没有能量了吗?显然不是。所以原子核的总结和能与原子核本身具有的总能量是完全不同的两个概念,它俩不相等。

3、在释放能量的聚变或者裂变过程,一定是由不稳定的原子核生成稳定的原子核。即是比结合能小的原子核生成比结合能大的原子核。电荷数守恒,生成物原子核的总结合能一定增大。

注意哦,是比结合能增大总结合能增大,是原子核更不容易拆分开了,要想拆分成单个核子需要吸收更多的能量。而不是原子核的总能量增大了。

那原子核的总能量发生了什么?当然是减小了。咋减小的?质量亏损啊!

所以核反应前后是符合能量守恒定律的。而不是“总结合能守恒”。

总之,在释放能量的核反应过程中,生成物的总结和能增大,总能量减小。减小的能量由质量亏损而来,符合爱因斯坦质量方程的,核反应前后亦遵循能量守恒定律。

练两个题:

答案是B、C 答案是A

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