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Una unidad de masa atómica, o amu, es una doceava parte de la masa de un átomo no unido de carbono-12, y se usa para expresar la masa de partículas atómicas y subatómicas. El joule es la unidad de energía en el Sistema Internacional de Unidades. La comprensión de la relación entre la energía de unión y el defecto de masa en la ecuación de la teoría de la relatividad de Albert Einsteins aclara el proceso de convertir amu en julios. En la ecuación, el defecto de masa es la masa de “desvanecimiento” de los protones y neutrones que se convierte en energía que mantiene unido el núcleo.
Conversión de 1 amu a joule
Recuerde que la masa de un núcleo siempre es menor que la suma de las masas individuales de los protones y neutrones que lo componen. Al calcular el defecto de masa, use la precisión total de las mediciones de masa, porque la diferencia en masa es pequeña en comparación con la masa del átomo. Redondear las masas de átomos y partículas a tres o cuatro dígitos significativos antes del cálculo dará como resultado un defecto de masa calculado de cero.
Convierta la unidad de masa atómica (amu) en kilogramos. Recuerda que 1 amu = 1.66053886 * 10 ^ -27 kg.
Escriba la fórmula de Einsteins para la energía de enlace "? E ":? E =? M_c ^ 2, donde "c " es la velocidad de la luz que es igual a 2.9979_10 ^ 8 m / s; "? m " es el defecto de masa y es igual a 1 amu en esta explicación.
Sustituya el valor de 1 amu en kilogramos y el valor de la velocidad de la luz en la ecuación de Einsteins. ? E = 1.66053886_10 ^ -27 kg_ (2.9979 * 10 ^ 8 m / s) ^ 2.
Usa tu calculadora para encontrar? E siguiendo la fórmula en el Paso 4.
Esta será su respuesta en kg_m ^ 2 / s ^ 2:? E = 1.66053886_10 ^ -27 _8.9874_10 ^ 16 = 1.492393 * 10 ^ -10.
Convierta 1.4923933_10 ^ -10 kg_m ^ 2 / s ^ 2 a julios "J " Sabiendo que 1 kg_m ^ 2 / s ^ 2 = 1 J, la respuesta será 1 amu = 1.4923933_10 ^ -10 J.
Ejemplo de cálculo
Convierta el defecto de masa (amu) de litio-7 en julios "J ". La masa nuclear de litio-7 es igual a 7.014353 amu. El número de nucleones de litio es 7 (tres protones y cuatro neutrones).
Busque las masas de protones y neutrones (la masa de un protón es 1.007276 amu, la masa de neutrones es 1.008665 amu) y se suman para obtener la masa total: (3_1.007276) + (4_1.008665). El resultado es 7.056488 amu. Ahora, para encontrar el defecto de masa, reste la masa nuclear de la masa total: 7.056488 - 7.014353 = 0.042135 amu.
Convierta amu en kilogramos (1 amu = 1.6606_10 ^ -27 kg) multiplicando 0.042135 por 1.6606_10 ^ -27. El resultado será 0.0699693_10 ^ -27 kg. Usando la fórmula de Einsteins de equivalencia masa-energía (? E =? M_c ^ 2) sustituya los valores de defecto de masa en kilogramos y el valor de la velocidad de la luz "c " en metros por segundo para encontrar energía "E ". E = 0.0699693_10 ^ -27_ (2.9979_10 ^ 8) ^ 2 = 6.28842395_ 10 ^ -12 kg * m ^ 2 / s ^ 2. Esta será su respuesta en julios "J ".