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Defeito de massa e energia de ligação

Transcrição de vídeo

vamos supor que a gente queira calcular massa do hélio 4 mas antes da gente calcular a massa de cielo a gente precisa saber o que tem no núcleo desse ato como esse hélio tem um número atômico igual a 2 nós sabemos que ele terá dois prótons em seu núcleo então esse ato de hélio possui dois prótons no entanto além desses prótons ele também terá neuton em seu núcleo e para determinar o número de nêutrons que tem iniciado basta subtrair a massa atômica e que nesse caso é 4 com número atômico que a 2 4 -2 também vai ser igual a 2 então nesse caso teremos dois nêutrons no núcleo desse ato mude aéreo ok agora pra gente determinar a massa de cielo a gente precisa saber tanto a massa do próton quanto à massa do nêutron ea massa do próton é igual a 1,00 7 276 47 unidades de massa atômica e neste caso aqui como nós temos dois prótons no núcleo desse átomo de hélio basta multiplicar esse número aqui por dois então vai ser isso aqui visys 2 obviamente a gente vai precisar da ajuda da calculadora para realizar essa conta tudo bem então vamos lá nesse caso teremos 1,007 276 47 vezes dois isso aqui então vai ser igual a 2,0 145 5 294 então a massa desses dois prótons vai ser igual a 2,0 14 555 5 294 unidades de massa atômica então agora pra gente continuar determinar essa massa prevista para o hélio a gente também precisa saber a massa desses dois nêutrons certo ea massa de cada nêutrons será igual à 1,008 me a 64 90 a unidade de massa atômica e novamente como nós temos dois nêutrons basta multiplicar esse número aqui por dois teremos aqui um valor igual novamente a gente vai pegar a calculadora então 1,00 86 64 90 vezes 2 mas sem igual a 2,0 17 3 298 então vamos lá 2,0 17 3 298 vou colocar 10 aqui para ter o mesmo número de algarismos significativos e isso novamente unidade de massa atômica agora que a gente já determinou tanto a massa desses dois prótons quanto a massa desses dois nêutrons agente determinar a massa prevista que parece sério basta somar essas duas massas já que nós temos dois prótons e dois nêutrons então vamos fazer isso então teremos aqui 2,0 1455 294 mais 2,0 1732 1980 isso aqui vai ser igual a 4,0 3188 274 gente vem aqui coloca 4,0 3188 274 unidade de massa atômica então essa massa que seria massa prevista para esse ato mude aéreo já que nós temos dois prótons e dois nêutrons então obviamente bastaria somá a massa desses dois prótons com a massa desses dois nêutrons certo então a gente pode dizer que essa massa que seria massa prevista seja vamos colocar aqui a massa prevista para esse ato modiano concordam comigo no entanto observado não é isso quando a gente pega e mede realmente a massa de cério utilizando alguns métodos para determinar a massa desse hélio a gente chega o seguinte valor 4,00 150 608 unidade de massa atômica então essa daqui seria massa real desse ato no dinheiro então a gente tem uma massa que a gente chama de massa real ou massa medida em que a gente pode colocar aqui que a massa medida então como a gente pode observar aqui há uma diferença entre essas duas massas não tem podemos então agora determinar essa diferença entre a massa prevista ea massa medida ou seja 4,0 3188 274 - 4,00 15 06 08 isso é igual a 0,035 30 37 666 e os em unidade de massa atômica também essa massa que a gente costuma chamar de diferença de massa já que a diferença de massa entre o valor medido e o valor previsto certo mas o que acontece com essa diferença de massa que entre os valores previstos e o valor medido essa massa que é transformada em energia no processo de formação do núcleo desse átomo de hélio aqui e como a gente pode determinar essa energia liberada nesse processo basta simplesmente utilizar uma famosa equação de einstein é igual a mc1 quadrado em que representa a energia liberada nesse processo ele essa massa ou seja essa diferença de massa entre o valor previsto eo valor medido e c à velocidade da luz no vácuo agora essa energia que é medida em jaú a massa é medida em que o programa e c é medido em metros por segundo no entanto como a nossa massa que todas as mazelas determinadas estão unidade de massa atômica a gente precisa então converter esse valor aqui para quilogramas certo e o fator de conversão e de unidade de massa atômica e quilograma é isso aqui ou seja uma unidade de massa tônica é igual a 1,6 054 vezes 10 a menos vinte e sete quilogramas então o que nós temos que fazer agora converter esse valor que está a unidade de massa atômica para quilogramas utilizando esse fator de conversão então deixou levantar aqui pra gente ganhar mais espaço então a gente vai pegar esse valor que é 0,03 0 37 666 unidade de massa atômica então vai multiplicar por esse valor sobre esse então nós teremos aqui 1,6605 quatro vezes 10 elevado a menos vinte e sete quilogramas / uma unidade de massa atômica já de cara que a gente consegue eliminar essas unidades de massa atômica ficando apenas com esses dois valores ea unidade de quilograma então pra gente de terminar esse valor aqui agora basta multiplicar esses dois valores então vamos lá fazer isso nós vamos ter aqui então 0,030 37 666 vezes 1,6605 quatro claro vezes 10 - 27 rock então isso aqui vai ser igual a 0,05 044 16 58 99 6 4 a gente pode trabalhar um pouco com esse valor aqui então colocar o seguinte número 5,044 17 vezes 10 elevado a menos vinte e nove quilogramas então essa daqui é a massa transformado em energia no processo de formação do núcleo do hélio então pra gente determinar agora energia liberada nesse processo a gente vai utilizar equação de ar sem igual a emi seu quadrado então temos aqui que a energia vai ser tão igual à massa que nesse caso foi esse número 5,044 17 vezes 10 elevado a menos 29 vezes a velocidade da luz no vácuo que aproximadamente igual a 300 milhões de metros por segundo vamos utilizar um valor mais próximo possível do real que vai ser igual a 2,99 792 vezes 10 elevado a 8 metros por segundo isto daqui elevada ao quadrado então novamente a gente vai pegar a calculadora para encontrar o resultado aqui dessa conta então isso aqui vai ser igual a 5,044 17 vezes 10 elevado a menos 29 vezes 2,997 92 vezes de 10 elevado a 8 isso aqui é levado ao quadrado então teremos esse número aqui 4,53 3 46 vezes 10 elevado a menos 12 jales então nesse caso que essa energia é liberada no processo de formação desse núcleo do átomo de hélio mas deixou desenhar-se daqui pra ficar um pouco mais claro então nesse processo de formação aqui desse núcleo nós teremos aqui inicialmente dois prótons separados certo e também nós teremos aqui dois nêutrons a gente pode colocar esses dois nêutrons aqui e eles aqui se juntam nesse caso se fundem para formar o núcleo do átomo de hélio e nós teremos aqui esses dois prótons aqui bem juntos e esses dois nêutrons também é que juntos certo nesse caso que também vai ter uma liberação de energia e essa energia liberada nesse processo energia que a gente acabou de calcular que nesse caso então nesse processo de formação desse núcleo foi liberada uma certa quantidade de energia ea gente também pode pensar no caminho inverso ou seja voltando aqui nesse caso caso quisesse quebrar essa ligação que quebrar neste caso esse núcleo desse ato de r fazer com que esses elementos voltassem a ficar de pediu pra fazer isso aqui eu teria que furnish se uma energia que nesse caso que ser igual a esse valor por esse motivo essa energia que está mantendo esse núcleo coeso e bem estável é chamado de energia de ligação nuclear então recapitulando caso núcleo do átomo de ano seja formado aqui nesse processo vai ser liberado uma quantidade de energia no entanto caso seja desfeita essa ligação aqui será necessário fornecer que uma quantidade de energia para realizar esse processo e aí nesse caso seremos novamente esses elementos é que separados então você deve fazer uma nova pergunta agora é como é possível que o núcleo desse ato aqui de hélio permaneça estável já que nós temos aqui dois prótons de cada um deles com carga positiva e como sabemos duas cargas positivas sofre uma repulsão elétrica não é então nesse caso esses dois átomos não poderiam se manter aqui unidos dessa forma mas isso está ocorrendo porque existe uma outra internação na natureza chamada interação nuclear forte ou simplesmente força forte e é isso que veremos no próximo vídeo