Číslo projektuCZ.1.07/1.5.00/ Název školyGymnázium, Soběslav, Dr. Edvarda Beneše 449/II Kód materiáluVY_32_INOVACE_41_04 Název materiáluVazebná energie a energie reakce AutorMgr. Pavel Lintner Tematická oblastFyzika Tematický okruhKvantová fyzika Ročník4 Datum tvorbyleden 2013 Pokud není uvedeno jinak, použitý materiál je z vlastních zdrojů autora

Vazebná energie a energie reakce

Vazebná energie soustavy E v je rovna práci, kterou bychom museli vykonat, abychom soustavu rozložili na jednotlivé části. V atomové a jaderné fyzice obvykle vyjadřujeme velikost vazebné energie pomocí jednotky elektronvolt ( eV ) – energie, kterou získá (nebo ztratí) elektron při přenesení mezi dvěma místy pole, mezi nimiž je napětí 1 V. Platí 1 eV = 1,602∙ J Podle Einsteinova vztahu pro ekvivalenci hmoty a energie E = mc 2, kde c = 2, m∙s -1 je rychlost světla ve vakuu odpovídá vazebné energii změna hmotnosti soustavy ve srovnání s hmotností jejích jednotlivých částí.

S ohledem na znaménko vazebné energie nastávají tyto dva případy: 1.Vazebná energie soustavy je kladná soustava je stabilní k rozložení soustavy musíme vykonat kladnou práci (dodat energii) po rozložení bude součet klidových hmotností jednotlivých částí větší než původní klidová hmotnost soustavy při vzniku soustavy se energie uvolňuje a hmotnost klesá 2.Vazebná energie soustavy je záporná soustava je nestabilní při rozpadu soustavy se uvolňuje energie součet klidových hmotností jednotlivých částí je menší než původní klidová hmotnost soustavy pro vzniku soustavy musíme vykonat kladnou práci (dodat energii)

Úbytek klidové hmotnosti soustavy odpovídající její vazebné energii nazýváme hmotnostní úbytek soustavy B. E v = Bc 2 Je-li klidová hmotnost soustavy jako celku m a klidové hmotnosti jejích jednotlivých částí m 1, m 2, … m n, platí B = ( m 1 + m 2 + … + m n ) – m Hmotnostní úbytky při chemických reakcích jsou zanedbatelně malé (např. při spálení 1kg uhlíku činí hmotnostní úbytek 3,6∙ kg). Při jaderných reakcích jsou hmotnostní úbytky již měřitelné (např. při štěpení 1 kg uranu je hmotnostní úbytek téměř 1 gram). Energetické ekvivalenty klidových hmotností částic: m e c 2 = 0,511 MeV, m p c 2 = 938,28 MeV, m n c 2 = 939,57 MeV

Energie reakce E r charakterizuje energetickou bilanci reakce (chemické nebo jaderné). Jsou-li m 1, m 2, … m n klidové hmotnosti částic do reakce vstupujících a m´ 1, m´ 2, … m´ n klidové hmotnosti částic z reakce vystupujících platí E r = [(m 1 + m 2 + … + m n ) – (m´ 1 + m´ 2 + … + m´ n )]∙c 2 Podle znaménka energie reakce dělíme reakce na: 1.exoenergetické (exotermní, exotermické) reakce, jejichž E r je kladná a při reakci se energie uvolňuje 2.endoenergetické (endotermní, endotermické) reakce, jejichž E r je záporná a při reakci se energie spotřebovává. Probíhá-li reakce opačným směrem, energie reakce mění znaménko – např. slučování vodíku a kyslíku na vodu je exoenergetická reakce, rozklad vody na vodík a kyslík je endoenergetická reakce.

Použité zdroje: ŠTOLL, Ivan. Fyzika pro gymnázia – Fyzika mikrosvěta. 1. vydání. Praha: Galaxie, s. ISBN SVOBODA, Emanuel aj. Přehled středoškolské fyziky. 4. upravené vydání. Praha: Prometheus, s. ISBN