Năng lượng liên kết và năng lượng liên kết riêng
Lý thuyết về Năng lượng liên kết và năng lượng liên kết riêng
1. Độ hụt khối
Khối lượng của một hạt nhân luôn nhỏ hơn tổng khối lượng của các nuclôn tạo thành hạt nhân đó.
Độ chênh lệch giữa hai khối lượng đó được gọi là độ hụt khối của hạt nhân, kí hiệu là $\Delta m$.
Độ hụt khối của hạt nhân ${}_{Z}^{A}X$
$\Rightarrow \Delta m=Z{{m}_{p}}+\left( A-Z \right){{m}_{n}}-{{m}_{X}}$
2. Năng lượng liên kết
$\Delta E={{\text{W}}_{lk}}=\Delta m.{{c}^{2}}=\left[ Z{{m}_{p}}+\left( A-Z \right){{m}_{n}}-{{m}_{X}} \right]{{c}^{2}}$
Năng lượng liên kết là năng lượng cần thiết để tách các nuclon từ hạt nhân ra thành các hạt riêng rẽ hoặc tổng hợp các nuclon lại thành hạt nhân.
3. Năng lượng liên kết riêng
$\varepsilon ={{\text{W}}_{lkr}}=\dfrac{{{\text{W}}_{lk}}}{A}$
Năng lượng liên kết riêng là năng lượng liên kết của 1 nuclôn.
Đại lượng này đặc trưng cho mức độ bền vững của hạt nhân.
Năng lượng liên kết riêng càng lớn thì hạt nhân đó càng bền vững.
Các hạt nhân bền vững có năng lượng liên kết riêng lớn nhất vào cỡ 8,8 MeV/nuclôn; đó là những hạt nhân nằm ở khoảng giữa của bảng tuần hoàn ứng với: 50<A<80.
$1eV=1,{{6.10}^{-19}}J;1MeV=1,{{6.10}^{-13}}J$
Bài tập tự luyện có đáp án
Câu 1: Cho ba hạt nhân X, Y và Z có số nuclôn tương ứng là ${A_X},{\rm{ }}{A_Y},{\rm{ }}{A_Z}$ với ${A_X} = 2{A_Y} = 0,5{A_Z}$. Biết năng lượng liên kết của từng hạt nhân tương ứng là $\Delta {E_X},\Delta {E_Y},\Delta {E_Z}$ với $\Delta {E_Z} < \Delta {E_X} < \Delta {E_Y}$. Sắp xếp các hạt nhân này theo thứ tự tính bền vững giảm dần là
- A
- B
- C
- D
Tính bền vững phụ thuộc vào năng lượng liên kết riêng $\varepsilon =\dfrac{\Delta E}{A}$.
Hạt Y có ∆E lớn nhất và số khối A nhỏ nhất → Y bền vững nhất.
Hạt Z có ∆E nhỏ nhất và số khối A lớn nhất → Z kém bền vững nhất.
Câu 2: Đại lượng nào sau đây đặc trưng cho mức độ bền vững của hạt nhân?
- A
- B
- C
- D
Năng lượng liên kết riêng là đại lượng đặc trưng cho mức độ bền vững của hạt nhân
Câu 3: Năng lượng liên kết riêng của một hạt nhân được tính bằng
- A
- B
- C
- D
Năng lượng liên kết riêng của một hạt nhân được tính bằng thương số của năng lượng liên kết của hạt nhân với số nuclôn của hạt nhân ấy.
$\varepsilon =\dfrac{\Delta E}{A}$
Câu 4: Trong các hạt nhân: $_{2}^{4}He$, $_{3}^{7}Li$, $_{26}^{56}Fe$ và $_{92}^{235}U$, hạt nhân bền vững nhất là
- A
- B
- C
- D
Những hạt nhân có số khối A từ 50 đến 95 có năng lượng liên kết riêng lớn nhất (khoảng 8,8 MeV/nuclôn) là những hạt nhân bền vững nhất nên $_{26}^{56}Fe$ là hạt nhân bền vững nhất trong số các hạt nhân đã cho
Câu 5: Hạt nhân nào có độ hụt khối càng lớn thì
- A
- B
- C
- D
Năng lượng liên kết tỉ lệ thuận với độ hụt khối nên độ hụt khối lớn thì năng lượng liên kết lớn.
Câu 6: Trong các hạt nhân: $_{2}^{4}He$, $_{26}^{56}Fe$, $_{92}^{235}U$ và $_{90}^{230}Th$ hạt nhân bền vững nhất là
- A
- B
- C
- D
Những hạt nhân có số khối A từ 50 đến 95 có năng lượng liên kết riêng lớn nhất (khoảng 8,8 MeV/nuclôn) là những hạt nhân bền vững nhất nên $_{26}^{56}Fe$ là hạt nhân bền vững nhất trong số các hạt nhân đã cho
Câu 7: Độ bền vững của hạt nhân phụ thuộc vào
- A
- B
- C
- D
Độ bền vững của hạt nhân phụ thuộc vào năng lượng liên kết riêng:
$\varepsilon =\dfrac{\Delta E}{A}=\dfrac{\Delta m.{{c}^{2}}}{A}$
Câu 8: Giả sử trong một phản ứng hạt nhân, tổng khối lượng của các hạt trước phản ứng nhỏ hơn tổng khối lượng của các hạt sau phản ứng là 0,02 u. Phản ứng hạt nhân này
- A
- B
- C
- D
Do tổng khối lượng của các hạt trước phản ứng nhỏ hơn tổng khối lượng của các hạt sau phản ứng nên phản ứng này thu năng lượng
$ \Delta E=\Delta u{{c}^{2}}=0,02.931,5=18,63MeV $
Câu 9: Hạt nhân càng bền vững khi có
- A
- B
- C
- D
Hạt nhân càng bền vững khi có năng lượng liên kết riêng càng lớn.
Câu 10: Chọn câu trả lời sai.
- A
- B
- C
- D
Phát biểu sai là: Hạt nhân có độ hụt khối càng lớn thì càng kém bền vững. Mà là: hạt nhân có năng lượng liên kết riêng càng nhỏ thì càng kém bền vững.
Câu 11: Lực hạt nhân còn được gọi là
- A
- B
- C
- D
Lực hạt nhân là lực tương tác mạnh
Câu 12: Năng lượng liên kết riêng là năng lượng liên kết
- A
- B
- C
- D
Năng lượng liên kết riêng: $\varepsilon =\dfrac{\Delta E}{A}$
Do đó năng lượng liên kết riêng là năng lượng tính cho 1 nuclon
Câu 13: Giả sử hai hạt nhân X và Y có độ hụt khối bằng nhau và số nuclôn của hạt nhân X lớn hơn số nuclôn của hạt nhân Y thì
- A
- B
- C
- D
$\Delta {m_X} = \Delta {m_Y};{A_X} > {A_Y}\;$
⇒ \({{\varepsilon }_{X}}=\dfrac{\Delta {{m}_{X}}}{{{A}_{X}}}<{{\varepsilon }_{Y}}=\dfrac{\Delta {{m}_{Y}}}{{{A}_{Y}}}\)
Câu 14: Hạt nhân có độ hụt khối càng lớn thì
- A
- B
- C
- D
Năng lượng liên kết:$\Delta E = \Delta m.{c^2}{\rm{ }}$ nên Δm càng lớn thì ΔE càng lớn
Xem thêm các bài tiếp theo bên dưới