VAZEBN ENERGIE A ENERGIE REAKCE Pronikn do mikrosvta

VAZEBNÁ ENERGIE A ENERGIE REAKCE

Pronikání do mikrosvěta molekuly se skládají z atomů atomy se skládají z jader a elektronů jádra se skládají z protonů a neutronů protony a neutrony se skládají z kvarků výraz „skládá se“ známe (a chápeme) z běžného života Tento pojem je třeba ale ve fyzice přesně definovat. • • •

Vazebná energie • dům postavíme z cihel a můžeme jej rozebrat dodáváme energii, konáme práci • jádro a elektrony se přitahují elektrickými silami • nukleony vážou v jádře jaderné síly • U každého systému pak hovoříme o tzv. vazebné energii Ev Vazebná energie soustavy je rovna práci, kterou je nutné vykonat k rozložení soustavy na její jednotlivé části.

Vazebná energie • Einsteinův vztah každé změně energie ΔE odpovídá změna hmotnosti Δm • c je velikost rychlosti světla ve vakuu • Dodáváme-li tedy soustavě energii, zvětšujeme zároveň i její hmotnost a naopak. Nastávají dva případy.

Dodaná energie • 1. – soustava je stabilní • k rozložení na jednotlivé části vykonáme kladnou práci, tj. dodáme energii • Po rozložení soustavy je součet klidových hmotností všech částí větší než původní klidová hmotnost soustavy. • V případě, že chceme soustavu z částí opět složit v jeden celek, klesne její klidová hmotnost a uvolní se při tom energie.

Uvolněná energie • 2. – soustava je nestabilní • při jejím rozpadu na části se energie uvolňuje • Součet klidových hmotností jednotlivých částí je menší než původní klidová hmotnost soustavy. • Pokusíme-li se soustavu z těchto částí složit dohromady, musíme vykonat kladnou práci, tj. dodat energii.

Jednotka vazebné energie • V atomové a jaderné fyzice měříme energii v elektronvoltech (e. V). Je to vedlejší jednotka soustavy SI pro energii. • Energii 1 e. V získá částice s elementárním nábojem e urychlená napětím 1 V, tedy 1 e. V = 1, 602. 10 -19 J

Hmotnostní úbytek Úbytek klidové hmotnosti soustavy odpovídající vazebné energii se nazývá hmotnostní úbytek B. Je-li soustava tvořena částicemi o klidových hmotnostech m 1, m 2, …, mn a má-li jako celek klidovou hmotnost m, bude pro vazebnou energii a hmotnostní úbytek platit

Hmotnostní úbytek • Hmotnostní úbytek při chemických reakcích je neměřitelně malý. • Vazebná energie atomů v molekulách má řádově velikost elektronvoltů, 1 e. V odpovídá hmotnostní úbytek

Energie reakce • charakterizuje energetickou bilanci reakce (chemické nebo jaderné reakce) • energie, kterou z dané reakce získáme, zmenšená o energii, kterou bylo nutné do reakce dodat, aby reakce vůbec proběhla.

Energie reakce • 1. – energie se při reakci uvolňuje a jedná se o exoenergetickou reakci • 2. – energie se při reakci spotřebovává a jde o endoenergetickou reakci • Probíhá-li reakce opačným směrem, mění energie reakce znaménko.

Energie reakce • do reakce vstupuje n částic s klidovými hmotnostmi m 1, m 2, …, mn • z reakce vystupuje p částic s klidovými hmotnostmi m 1‘, m 2‘, …, mn‘ • energii reakce píšeme ve tvaru:

Opakování • složenou soustavu charakterizujeme vazebnou energií Ev (1 e. V = 1, 602. 10 -19 J) • stabilní (k rozložení dodáme energii) • nestabilní (při rozkladu se energie uvolňuje) • hmotnostní úbytek B • energie reakce Er 12/13

POUŽITÉ ZDROJE 1. Štoll I. : Fyzika pro gymnázia/ Fyzika mikrosvěta, Prometheus, Praha 2008. 2. http: //fyzika. jreichl. com 3. http: //cs. wikipedia. org 4. http: //www. freedigitalphotos. net Grafická úprava a ilustrace: Marie Cíchová 13/13