Pengertian defek massa

Dalam fisika dan kimia, defek massa mengacu pada perbedaan massa antara atom dan jumlah massa proton, neutron, dan elektron atom. Proton dan neutron adalah partikel penyusun inti. Tetapi massa inti ditemukan berbeda dari jumlah massa proton dan neutron. Perbedaan massa ini menimbulkan defek massa.

Massa ini biasanya dikaitkan dengan energi ikat antar nukleon. Massa yang “hilang” adalah energi yang dilepaskan oleh pembentukan inti atom. Rumus Einstein, E = mc2, dapat diterapkan untuk menghitung energi ikat inti. Menurut rumus, ketika energi meningkat, massa dan inersia meningkat. Menghilangkan energi mengurangi massa.

Contoh defek massa

Kita tahu bahwa inti atom terdiri dari proton dan neutron; secara kolektif dikenal sebagai nukleon. Ditemukan bahwa massa inti yang diukur selalu kurang dari jumlah massa masing-masing proton dan neutron yang menyusunnya. Mari kita ambil contoh helium.

Sebagai contoh, atom helium yang mengandung dua proton dan dua neutron (empat nukleon) memiliki massa sekitar 0,8 persen lebih rendah dari massa total empat inti hidrogen, yang masing-masing mengandung satu nukleon. Helium ini terdiri dari dua proton dan dua neutron. Massanya dapat dihitung sebagai:

massa proton = 2 × 1,00815
massa neutron = 2 × 1,00899 = 4,03428

Namun, massa eksperimental dari inti helium hanya 4.00388. Ini kurang dari 0,03040 amu dari yang dihitung di atas. Ini disebut defek massa inti helium. Perbedaan antara massa eksperimental dan dihitung dari nukleus disebut defek Massa atau Mass defisit.

Defek massa diberikan oleh rumus:

Di sini, (mn + mp) – merepresentasikan massa gabungan proton dan neutron dan menunjukkan massa atom asli

Energi Ikat

Energi ikat nuklir adalah energi yang diperlukan untuk membelah inti atom menjadi bagian-bagian komponennya: proton dan neutron, atau, secara kolektif, nukleon. Energi ikat inti selalu merupakan angka positif, karena semua inti membutuhkan energi bersih untuk memisahkannya menjadi proton dan neutron individu.

Apa itu Defek massa

Energi pengikat nuklir menyumbang perbedaan nyata antara massa aktual inti atom dan massa yang diharapkan berdasarkan jumlah massa komponen yang tidak terikat.

Ingatlah bahwa energi (E) dan massa (m) terkait dengan persamaan:

E = mc ^ 2

Di sini, c adalah kecepatan cahaya. Dalam kasus inti, energi ikat sangat besar sehingga menyumbang sejumlah besar massa.

Massa aktual selalu kurang dari jumlah massa individu proton dan neutron karena energi dihilangkan ketika nukleus terbentuk. Energi ini memiliki massa, yang dihilangkan dari massa total partikel aslinya. Massa ini, dikenal sebagai defek massa, hilang pada inti yang dihasilkan dan mewakili energi yang dilepaskan ketika inti terbentuk.

Defek massa (Md) dapat dihitung sebagai perbedaan antara massa atom yang diamati (mo) dan yang diharapkan dari massa gabungan protonnya (mp, masing-masing proton memiliki massa 1,00728 amu) dan neutron (mn, 1,00867 amu):

Md = mo / (m_n + m_p)

Energi Ikat Nuklir

Setelah defek massa diketahui, energi ikat nuklir dapat dihitung dengan mengubah massa menjadi energi dengan menggunakan E = mc^2. Massa harus dalam satuan kg.

Setelah energi ini, yang merupakan jumlah joule untuk satu nukleus, diketahui, ia dapat ditingkatkan menjadi jumlah per-nukleon dan per-mol. Untuk mengonversi menjadi joule / mol, cukup kalikan dengan bilangan Avogadro. Untuk mengkonversi ke joule per nukleon, cukup bagi dengan jumlah nukleon.

Energi ikat nuklir juga dapat berlaku untuk situasi ketika inti terpecah menjadi fragmen yang terdiri dari lebih dari satu nukleon; dalam kasus ini, energi pengikatan untuk fragmen, dibandingkan dengan keseluruhan, bisa positif atau negatif, tergantung di mana inti induk dan fragmen anak jatuh pada kurva energi pengikat nuklir.

Jika energi ikat baru tersedia ketika inti menyatu, atau ketika inti berat membelah, salah satu dari proses ini menghasilkan pelepasan energi ikat. Energi ini — tersedia sebagai energi nuklir — dapat digunakan untuk menghasilkan tenaga nuklir atau membuat senjata nuklir. Ketika sebuah inti besar terbelah menjadi beberapa bagian, energi berlebih dipancarkan sebagai foton, atau sinar gamma, dan sebagai energi kinetik, ketika sejumlah partikel yang berbeda dikeluarkan.

Energi ikat nuklir juga digunakan untuk menentukan apakah fisi atau fusi akan menjadi proses yang menguntungkan. Untuk unsur yang lebih ringan dari besi-56, fusi akan melepaskan energi karena energi ikat nuklir meningkat dengan meningkatnya massa. Unsur yang lebih berat dari besi-56 umumnya akan melepaskan energi setelah fisi, karena unsur yang lebih ringan yang dihasilkan mengandung energi ikat nuklir yang lebih besar. Dengan demikian, ada puncak di besi-56 pada kurva energi ikat nuklir.

Related Posts