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Energie und Masse

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Präsentation über die Beziehung zwischen Energie und Masse, bezüglich des Massendefektes und der Energiegewinnung

Published in: Science
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Energie und Masse

  1. 1. Jimena Jara Jose Pablo Quirós Sebastián Rojas
  2. 2.  Fähigkeit Objekte zu erwärmen, verformen, beleuchten oder bewegen.  Joule  Elektronenvolt
  3. 3.  Ein Elektronenvolt ist die Energie, die ein Teilchen mit der Elementarladung erhält, wenn es im Vakuum die Spannung von 1 V durchläuft, dadurch beschleunigt wird und somit kinetische Energie gewinnt.  Elektronenvolt: 1 eV= 1,60218*10-19 J
  4. 4.  Eigenschaft der Materie  Einheit: Das Kilogramm
  5. 5. Proton 1,007276 u Ordnungszahl (Z) 12 6C Neutron 1,008665 u Massenzahl-Ordnungszahl(Z) =(N) 12 6C 12-6=6 Elektron 0,0005485u
  6. 6.  Unterschied zwischen der Summe der Masse aller Nukleonen und der Masse des Atomkerns.  Teil der Masse wird in Energie umgewandelt.
  7. 7. Δm = ZmP + NmN - mK Masse eines Protons Masse eines neutrons Kernmasse
  8. 8.  Beispiel:  Die Masse eines Protons beträgt mp = 1,007276 u, die eines Neutrons mn = 1,008665 u.  Der Kern von Helium 4He besteht aus zwei Protonen und zwei Neutronen; die Summe aus deren Ruhemassen wäre 4,03188 u, die Ruhemasse des 4He-Kerns beträgt aber nur 4,00151 u.  Δm= (2*1,007276 u+2* 1,008665 u) - 4,00151 u  Der Massendefekt beträgt hier also 0,03037 u beziehungsweise 0,76 % der Ausgangsmasse.
  9. 9. Massenspektrograph  Es ist ein Apparat zum Messen der Masse von Teilchen.  Dazu wird die untersuchte Substanz in die Gasphase überführt, ionisiert und die ionisierten Teilchen werden durch ein elektrisches Feld beschleunigt.  Danach gehen diese Teilchen durch ein Magnetfeld, das die Teilchen ablenkt. Durch die Ablenkung kann man messen, wie schwer der Atomkern ist.
  10. 10.  Masse und Energie werden durch diese Formel verbunden: E=m*c2
  11. 11. Moderne Physik-Klassische Physik  Der Massendefekt wiederspricht die Aussage: “Masse bleibt immer erhalten”
  12. 12.  Energie, die bei der Bildung des Kerns aus den Nukleonen frei wird.  EB= Δm*c2  EB= (ZmP +NmN-mK)*c2  (Bei dem Helium Atom)  EB= 0,03037 u *(300000km/h)2  EB=2.733.300.000u*(km/h)2
  13. 13.  Wenn leichte Nuklide durch Kernfusion eine höhere Nukleonenzahl erreichen, dann erhöht sich der Massendefekt pro Nukleon; diese nun zusätzlich fehlende Masse wird in Energie umgewandelt, die genutzt werden kann.  Umgekehrt setzen schwere Kerne Energie frei, wenn sie durch Kernspaltung in zwei Kerne mittlerer Masse zerlegt werden.
  14. 14.  Die Summe der Masse und Energie ist jeweils vor und nach einer Kernreaktion gleich  ß-) ß+) n ® p + e- p ® n + e+  Beispiel: 86Rn ® 223 87Fr+0 -1β 203  223 83Bi ® 203 82Pb+ 0 +1β
  15. 15.  Die Masse des Protons wird von der Masse des Elektrons teilweise kompensiert.  Die Kinetische Energie des Elektrons kompensiert sie vollständig.
  16. 16.  Endotherme Kernreaktion: Nukleone verbinden sich zu einem Kern.  Exotherme Kernreaktion: Spaltung der Kerne, was die Bindungsenergie freisetzt.
  17. 17. Links  http://www.youtube.com/watch?v=vbCj5scXvqg (Bindungsenergie, Massendefekt)  http://videos.howstuffworks.com/hsw/27493- physical-science-exothermic-and-endothermic-reactions- video.htm(endotherme,exothermeReaktionen)

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