Вопрос задан 15.02.2026 в 00:02. Предмет Физика. Спрашивает Кот Алёна.

Определите дефект массы, энергию связи и удельную энергию связи ядра азота 14N7.

Перейти к ответам

Ответы на вопрос

Отвечает Схождение Развал.

Для ядра азота \,^{14}_{7}\text{N}\,:
число протонов Z=7Z=7, число нейтронов N=147=7N=14-7=7, массовое число A=14A=14.

Будем считать дефект массы по атомным массам (так удобнее, потому что электронные массы сокращаются), используя:

  • масса атома водорода m(1H)=1.00782503223а.е.м.\,m(^{1}\text{H}) = 1.00782503223\,\text{а.е.м.}

  • масса нейтрона mn=1.00866491588а.е.м.\,m_n = 1.00866491588\,\text{а.е.м.}

  • атомная масса \,^{14}\text{N}: m(14N)=14.00307400443а.е.м.\,m(^{14}\text{N}) = 14.00307400443\,\text{а.е.м.}


1) Дефект массы Δm\Delta m

Δm=Zm(1H)+Nmnm(14N)\Delta m = Z\,m(^{1}\text{H}) + N\,m_n - m(^{14}\text{N}) Δm=71.00782503223+71.0086649158814.00307400443\Delta m = 7\cdot 1.00782503223 + 7\cdot 1.00866491588 - 14.00307400443 Δm=0.11235563234 а.е.м.\Delta m = 0.11235563234\ \text{а.е.м.}

Перевод в килограммы (1а.е.м.=1.66053906660×1027кг1\,\text{а.е.м.}=1.66053906660\times 10^{-27}\,\text{кг}):

Δm=0.112355632341.66053906660×1027=1.8657×1028 кг\Delta m = 0.11235563234 \cdot 1.66053906660\times 10^{-27} = 1.8657\times 10^{-28}\ \text{кг}

Ответ: Δm0.11236 а.е.м.1.87×1028 кг\boxed{\Delta m \approx 0.11236\ \text{а.е.м.} \approx 1.87\times 10^{-28}\ \text{кг}}


2) Энергия связи EсвE_\text{св}

Eсв=Δmc2E_\text{св} = \Delta m\,c^2

В ядерной физике удобно: 1а.е.м.c2931.494МэВ1\,\text{а.е.м.}\,c^2 \approx 931.494\,\text{МэВ}

Eсв=0.11235563234931.494=104.659 МэВE_\text{св} = 0.11235563234 \cdot 931.494 = 104.659\ \text{МэВ}

Перевод в джоули (1МэВ=1.602176634×1013Дж1\,\text{МэВ}=1.602176634\times 10^{-13}\,\text{Дж}):

Eсв=104.6591.602176634×1013=1.6768×1011 ДжE_\text{св} = 104.659 \cdot 1.602176634\times 10^{-13} = 1.6768\times 10^{-11}\ \text{Дж}

Ответ: Eсв104.66 МэВ1.68×1011 Дж\boxed{E_\text{св} \approx 104.66\ \text{МэВ} \approx 1.68\times 10^{-11}\ \text{Дж}}


3) Удельная энергия связи ε\varepsilon

ε=EсвA=104.65914=7.476 МэВ/нуклон\varepsilon = \frac{E_\text{св}}{A} = \frac{104.659}{14} = 7.476\ \text{МэВ/нуклон}

В джоулях на нуклон:

ε=1.6768×101114=1.198×1012 Дж/нуклон\varepsilon = \frac{1.6768\times 10^{-11}}{14} = 1.198\times 10^{-12}\ \text{Дж/нуклон}

Ответ: ε7.48 МэВ/нуклон1.20×1012 Дж/нуклон\boxed{\varepsilon \approx 7.48\ \text{МэВ/нуклон} \approx 1.20\times 10^{-12}\ \text{Дж/нуклон}}


Итог для \,^{14}_{7}\text{N}

  • Дефект массы: 0.11236 а.е.м. (1.87×1028 кг)\boxed{0.11236\ \text{а.е.м.} \ (\approx 1.87\times 10^{-28}\ \text{кг})}

  • Энергия связи: 104.66 МэВ (1.68×1011 Дж)\boxed{104.66\ \text{МэВ} \ (\approx 1.68\times 10^{-11}\ \text{Дж})}

  • Удельная энергия связи: 7.48 МэВ/нуклон (1.20×1012 Дж/нуклон)\boxed{7.48\ \text{МэВ/нуклон} \ (\approx 1.20\times 10^{-12}\ \text{Дж/нуклон})}

Похожие вопросы

Топ вопросов за вчера в категории Физика

Последние заданные вопросы в категории Физика

Задать вопрос