Wie entsteht der massendefekt?
Gefragt von: Herr Prof. Dr. Hans-Günther Mack B.Sc. | Letzte Aktualisierung: 30. Mai 2021sternezahl: 4.6/5 (71 sternebewertungen)
Der Massendefekt eines Nuklids ergibt sich aus der Differenz der Masse seiner Protonen (Kernladungszahl Z) und Neutronen (Neutronenanzahl N) und seiner tatsächlichen Kernmasse mk: Δm = Zmp + Nmn − m.
Wie kommt es zum Massendefekt?
Der Massendefekt beschreibt den Unterschied zwischen der Summe aller Nukleonen (Protonen und Neutronen) die einen Atomkern aufbauen und der wirklichen (geringeren) Masse dieses Kerns. Dieser Massendefekt kommt durch die freiwerdende Kernbindungsenergie beim Zusammenschluss der Nukleonen zustande.
Wie entsteht Bindungsenergie?
In der Atomphysik wird als Bindungsenergie die Energie bezeichnet, die zum Zerlegen eines Atoms/Ions in ein (anderes) Ion und ein Elektron nötig ist. Sie kommt durch die elektrische Anziehung zwischen Elektron und Atomkern zustande. Beim Einfangen eines Elektrons wird der gleiche Energiebetrag frei.
Was ist massendifferenz?
Die Bindungsenergie führt dazu, dass ein Atomkern eine wägbar geringere Masse hat als die Summe seiner Bausteine. Die Differenz wird Massendefekt genannt. Die Bindungsenergie liegt bei den meisten Atomkernen zwischen 7 und 9 MeV pro Nukleon und bewirkt dadurch einen Massendefekt zwischen 0,7 und 0,9 Prozent.
Warum wird bei der Kernfusion so viel Energie frei?
Bei der Fusion verschmelzen leichte (typischerweise wasserstoffähnliche) Kerne miteinander. Die größeren Kerne benötigen wiederum weniger Energie, um zusammengehalten zu werden – das setzt Energie frei.
Massendefekt erklärt
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Wie viel Energie wird bei einer Kernfusion frei?
Zwei Kerne des Wasserstoffisotops 2H (Deuterium) verschmelzen zu Tritium (3H). Dabei entsteht außerdem ein freies Proton. Ergebnis: Bei der Verschmelzung zweier Deuteronkerne wird ein Energiebetrag von 4,04 MeV frei.
Wie viel Energie kann man bei der Kernfusion gewinnen?
Sehr groß ist sie jedoch bei Helium-4 erzeugenden Reaktionen: Die Umsetzung von einem Gramm Deuterium-Tritium-Gemisch in einem Kernfusionsreaktor würde eine thermische Energie von rund 100 Megawattstunden (MWh) oder 12,3 t SKE liefern.
Was ist Masse einfach erklärt?
Die Masse gibt an, wie leicht oder schwer und wie träge ein Körper ist. Die Masse eines Körpers ist im Unterschied zur Gewichtskraft an jedem beliebigen Ort gleich groß. Die Einheit der Masse ist eine Basiseinheit des Internationalen Einheitensystems (SI).
Was versteht man unter Kernbindungsenergie?
Die Kernbindungsenergie ist die Energiemenge, die frei wird, wenn sich die Nukleonen (Protonen und Neutronen) zu einem Atomkern verbinden. Nach Albert Einsteins Äquivalenzbeziehung entspricht diese Energiemenge dem Massendefekt: Der Massendefekt beträgt z.B. beim 4He-Kern rund .
Was versteht man unter Dichte?
Definition. Die Massendichte gehört zu den einen Werkstoff kennzeichnenden Eigenschaften. ... Die Dichte eines Stoffes ist der Quotient aus Masse und Volumen. Die Dichte hängt von der Temperatur und bei Gasen vom Druck ab .
Was hält die Kernbindungsenergie zusammen?
Die Kernbindungsenergie ist jene Energie die frei wird, wenn sich Z freie Protonen und N freie Neutronen zu einem Kern verbinden. Bei der Kernfusion verbinden sich zwei leichte Atomkerne zu einem schwereren Atomkern.
Warum steigt die Bindungsenergie?
Fusioniert man also leichte Kerne zu schwereren Kernen, so steigt laut Diagramm die Bindungsenergie pro Nukleon. Das bedeutet gleichzeitig, dass ein höherer Massendefekt entsteht und entsprechend Energie freigesetzt bzw. gewonnen wird (Energie-Masse-Äquivalenz!).
Bei welchen nukliden ist die Bindungsenergie je Nukleon am geringsten?
Bei etwa A=56 (Eisen) erreicht die Bindungsenergie pro Nukleon ihren größten Wert, um dann zu schwereren Kernen hin wieder abzufallen. Dieser Rückgang der mittleren Bindungsenergie ist auf die langreichweitigen, abstoßenden elektrischen Kräfte zwischen den Protonen zurückzuführen.
Was versteht man unter Nukleonen?
Als Nukleonen [nukleˈoːnən] (Singular Nukleon [ˈnuːkleɔn]; lat. nucleus „der Kern“) bezeichnet man jene Teilchen, aus denen Atomkerne bestehen, also Proton und Neutron.
Warum ist Energie gleich Masse?
Äquivalenz von Masse und Energie bedeutet im Unterschied zur Auffassung der klassischen Physik, dass die beiden Größen nicht unabhängig voneinander existieren, sondern dass jeder Form von Energie eine Masse zugeordnet werden kann und umgekehrt jeder Masse eine Energie entspricht.
Was kann bei der Ermittlung der Gesamtmasse vernachlässigt werden?
Dafür musst du wissen, dass die Elektronen, die sich in der Hülle des Atoms befinden, nahezu keine Masse haben. Sie machen lediglich 0,1 % der Gesamtmasse aus. Dieser Wert ist in absoluten Zahlen sehr gering, daher kannst du ihn für deine Rechnungen vernachlässigen.
Was ist der Unterschied zwischen Gewicht und Masse?
Zwischen Gewicht (genauer gesagt Gewichtskraft) und Masse besteht ein entscheidender Unterschied: Die Masse eines Körpers ist überall gleich, das Gewicht nicht.
Was versteht man unter träger Masse?
Zwei Körper haben die gleiche (träge) Masse, wenn die Körper durch eine gleiche Kraft gleich beschleunigt werden. Die Einheit der trägen Masse ist das Kilogramm. Man redet daher meist einfach von der Masse m. ...