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如何判断核反应方程式两边结合能的大小?

归档日期:09-14       文本归类:单个核突击      文章编辑:爱尚语录

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  不同“物体(体系)”具有不同的结合能。因此当数个物体发生反应时,总的结合能可能变化。利用适当的反应可把改变了的总结合能释放出来。

  如二氧化碳分子是由两个氧原子和一个碳原子组成的,而氧分子是由两个氧原子组成的,前者的结合能较后者更大。这说明碳原子和氧分子反应时,各原子间的作用力在反应中做功释放能量。碳在空气中燃烧,生成二氧化碳时,结合能以热能的形式释放出来。

  这就是碳燃烧发热的基本原理。又如原子核是由核子(中子或质子)借助于彼此间很强的相互吸引力(核力)结合成的,具有很大的结合能。核内每个核子的平均结合能,叫比结合能,等于该核的结合能除以其核子数。

  当核的结合状态在某种核反应中变得更紧时,就会因为核力的做功而使总结合能变大,所做的功以核能的形式放出。由于核力比分子内原子间的作用力强度大得多,所以同样质量的物质,在核反应中产生的核能比化学反应中产生的化学能要大百万倍以上。

  原子能够结合为晶体的根本原因,在于原子结合后整个系统具有更低的能量。设想把分散的原子(离子或分子)结合成为晶体,在这个过程中,将有一定的能量E释放出来,即结合能。如果以分散的原子作为计量内能的标准,则E就是结合成晶体后系统的内能。

  对于一个氢原子(单个质子),结合能为零,所以会产生核聚变。之后结合能一直增大,铁是平均结合能最大的(所以铁的原子核最不容易打破),最后平均结合能逐渐下降总结合能逐渐上升(因为粒子数增多)聚变的过程给星体的发光提供能量,星体燃烧完以后就变成了一个“大铁球”。

  释放或是吸收能量这么考虑:当比铁轻的原子发生核聚变,且聚变产物的原子质量不超过铁原子时(可以为铁原子),方才释放能量.而要想聚变出比铁重的元素时不仅不释放能量,反而还要吸收能量;同理,当比铁重的元素裂变成不轻于铁的原子时,则释放能量,如果要想将它们裂变成更轻的原子则需要吸收能量。

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