Valoarea Q

În fizica nucleară și chimia nucleară , valoarea Q pentru o reacție nucleară este cantitatea de energie eliberată sau absorbită de reacție.

Având în vedere reacția simplă

a+b\rightarrow c+d

{\ displaystyle a + b \ rightarrow c + d}

{\ displaystyle a + b \ rightarrow c + d}

legea conservării energiei poate fi exprimată ca

m_{a}c^{2}+K_{a}+m_{b}c^{2}+K_{b}=m_{c}c^{2}+K_{c}+m_{d}c^{2}+K_{d}

{\ displaystyle m_ {a} c ^ {2} + K_ {a} + m_ {b} c ^ {2} + K_ {b} = m_ {c} c ^ {2} + K_ {c} + m_ { d} c ^ {2} + K_ {d}}

{\ displaystyle m_ {a} c ^ {2} + K_ {a} + m_ {b} c ^ {2} + K_ {b} = m_ {c} c ^ {2} + K_ {c} + m_ { d} c ^ {2} + K_ {d}}

unde este $K.$ ${\ displaystyle K}$ $K.$ este energia cinetică și $m$ ${\ displaystyle m}$ $m$ este masa în repaus. Rescrierea acestei relații în formă

\left(m_{a}+m_{b}-m_{c}-m_{d}\right)c^{2}=K_{c}+K_{d}-K_{a}-K_{b}

{\ displaystyle \ left (m_ {a} + m_ {b} -m_ {c} -m_ {d} \ right) c ^ {2} = K_ {c} + K_ {d} -K_ {a} -K_ {b}}

{\ displaystyle \ left (m_ {a} + m_ {b} -m_ {c} -m_ {d} \ right) c ^ {2} = K_ {c} + K_ {d} -K_ {a} -K_ {b}}

puteți defini $Î$ ${\ displaystyle Q}$ $Î$ valoare ca:

Q=-(K_{iniziale}-K_{finale})=(m_{iniziale}-m_{finale})c^{2}

{\ displaystyle Q = - (K_ {initial} -K_ {final}) = (m_ {initial} -m_ {final}) c ^ {2}}

{\ displaystyle Q = - (K_ {initial} -K_ {final}) = (m_ {initial} -m_ {final}) c ^ {2}}

O reacție cu a $Î$ ${\ displaystyle Q}$ $Î$ valoare pozitivă $(Q>0)$ ${\ displaystyle (Q> 0)}$ ${\ displaystyle (Q> 0)}$ se numește exoterm, deoarece eliberează energie, deoarece energia cinetică finală este mai mare decât cea inițială. O reacție cu a $Î$ ${\ displaystyle Q}$ $Î$ valoare negativă $(Q<0)$ ${\ displaystyle (Q <0)}$ ${\ displaystyle (Q <0)}$ se numește endoterm, deoarece absoarbe energia, deoarece energia cinetică finală este mai mică decât cea inițială. ^[1]

The $Î$ ${\ displaystyle Q}$ $Î$ valoarea este folosită și în fizica particulelor , de exemplu în regula lui Sargent , care afirmă că frecvența interacțiunilor slabe este proporțională cu $Q^{5}$ ${\ displaystyle Q ^ {5}}$ ${\ displaystyle Q ^ {5}}$ . The $Î$ ${\ displaystyle Q}$ $Î$ valoarea corespunde energiei cinetice eliberate în decăderea particulei în repaus. De exemplu, în dezintegrarea beta a neutronului: ^[2]

Q=(m_{\text{n}}-m_{\text{p}}-m_{\mathrm {\overline {\nu }} }-m_{\text{e}})c^{2}

{\ displaystyle Q = (m _ {\ text {n}} - m _ {\ text {p}} - m _ {\ mathrm {\ overline {\ nu}}} -m _ {\ text {e}} ) c ^ {2}}

{\ displaystyle Q = (m _ {\ text {n}} - m _ {\ text {p}} - m _ {\ mathrm {\ overline {\ nu}}} -m _ {\ text {e}} ) c ^ {2}}

unde este $m_{n}$ ${\ displaystyle m_ {n}}$ ${\ displaystyle m_ {n}}$ este masa neutronului , $m_{p}$ ${\ displaystyle m_ {p}}$ $m_ {p}$ este masa protonului , $m_{\bar {\nu }}$ ${\ displaystyle m _ {\ bar {\ nu}}}$ ${\ displaystyle m _ {\ bar {\ nu}}}$ este masa antineutrinului electronic și $m_{e}$ ${\ displaystyle m_ {e}}$ $eu insumi}$ este masa electronului .

Notă

^ În reacțiile de acest tip, $Î$ ${\ displaystyle Q}$ $Î$ valoarea reprezintă, prin urmare, pragul de energie care trebuie furnizat reactanților pentru ca reacția să aibă loc. KS Krane , p. 381
^ BR Martin și G. Shaw , p. 34 .

Bibliografie

(EN) Kenneth S. Krane, Fizică nucleară introductivă, John Wiley & Sons , 1988, ISBN 978-04-71-80553-3 .
( EN ) BR Martin și G. Shaw, Particle Physics , John Wiley & Sons, 2007, ISBN 978-11-18-91216-4 .

linkuri externe

Structura nucleară și datele privind decăderea - AIEA , la www-nds.iaea.org . Adus pe 29 septembrie 2014 .

[1] În reacțiile de acest tip, $Î$ ${\ displaystyle Q}$ $Î$ valoarea reprezintă, prin urmare, pragul de energie care trebuie furnizat reactanților pentru ca reacția să aibă loc. KS Krane , p. 381

[2] BR Martin și G. Shaw , p. 34 .

[1]

[2]