核子的质量如下:
mBe=9.012 19 u,mC=12.000 u,mα=4.002 6 u,mn=1.008 665 u.
(其中1 u=1.660 566×10-27 kg),他通过计算发现反应之后的质量减少了,于是他得出结论:核反应过程中质量消失了.
这两个同学的说法对吗?如果不对错在哪里?你对质量亏损是如何理解的?
答案 甲同学的说法错误.核反应过程中质量数守恒而不是质量守恒;乙同学的说法错误.质量亏损并不是质量的消失.
对质量亏损的理解
(1)在核反应中仍遵守质量守恒和能量守恒,所谓的质量亏损并不是这部分质量消失或质量转变为能量.物体的质量应包括静止质量和运动质量,质量亏损是静止质量的减少,减少的静止质量转化为和辐射能量相联系的运动质量.
(2)质量亏损也不是核子个数的减少,核反应中核子个数是不变的.
[知识梳理] 质量亏损和核能的计算
(1)对质能方程和质量亏损的理解
①质能方程
爱因斯坦的相对论指出,物体的能量和质量之间存在着密切的联系,其关系是E=mc2.
②质量亏损:质量亏损,并不是质量消失,减少的质量在核子结合成核的过程中以能量的形式辐射出去了.物体质量增加,则总能量随之增加;质量减少,总能量也随之减少,这时质能方程也写作ΔE=Δmc2.
(2)核能的计算
①根据质量亏损计算
根据核反应方程,计算核反应前后的质量亏损Δm.
根据爱因斯坦质能方程ΔE=Δmc2计算核能.
其中Δm的单位是千克,ΔE的单位是焦耳.
②利用原子质量单位u和电子伏特计算
根据1原子质量单位(u)相当于931.5 MeV的能量,用核子结合成原子核时质量亏损的原子质量单位数乘以931.5 MeV,即ΔE=Δm×931.5 MeV.其中Δm的单位是u,ΔE的单位是MeV.
[即学即用] 根据爱因斯坦的研究成果,物体的能量和质量的关系是E=mc2,这一关系叫爱因斯坦质能方程.质子的质量为mp,中子的质量为mn,氦核的质量为mα,下列关系式正确的是( )
A.mα=(2mp+2mn) B.mα<(2mp+2mn)
C.mα>(2mp+2mn) D.以上关系式都不正确
答案 B