核反应是物理变化还是化学变化(核反应释放的是结合能吗)

核反应既不属于化学变化也不属于物理变化,核反应是原子核发生变化。核反应释放的能量就是原子分裂成其它原子的结合能。原子核是核子(质子和中子)结合在一起构成的,要把它们分开,就需要能量,这就......

核反应是物理变化还是化学变化(核反应释放结合能吗)在爱因斯坦出现之前,人们一直认为质量与能量是风马牛不相及的两件事,二者没有任何关系,但爱因斯坦告诉我们,质量与能量不但可以相互转化,而且二者本质上其实就是一件事,质量不过是能量的一种表现形式而已。

爱因斯坦不仅给我们解释了质量和能量的关系,还解释了这两者是如何被方程转化的,这就是著名的质能方程E=mc2。在这个方程中,E代表能量,M代表物体的质量,C代表光速。根据质能方程,只有极微小的质量才能转化为极其巨大的能量,因为光速是299792458m/s,光速的平方是一个非常巨大的数字,所以即使是一个粉笔头,如果能完全转化为能量,也就拥有了毁灭一切的力量。

核反应是物理变化还是化学变化(核反应释放的是结合能吗)

如何才能将质量转化为能量

显然,物理效果是不够的。如果你踩着马把粉笔头碾成粉末,只会改变它的外在形状。如果你能收集这些灰尘,你会发现它们的总质量和之前的粉笔头完全一样。如果物理效果不好,那化学反应呢?日常生活中最常见的化学反应就是燃烧。通过燃烧,一种物质会与其他物质发生反应,生成新的物质。二氧化碳和水是最常见的燃烧产物,燃烧产生的热量就是这种化学反应释放的能量。如果有能量释放,是否意味着有质量减少?理论上是这样的。

核反应是物理变化还是化学变化(核反应释放的是结合能吗)

从质能方程可知,只需要一个粉笔头就可以释放摧枯拉朽的能量,那么为什么烧了好几斤煤,却仍旧只点燃了一个小火堆呢?

诚然,化学反应中也会发生质量亏损,但其损失的质量并不像我们想象的那样。燃烧后,几公斤的煤会变成几块双渣。看似损失了很多质量,其实这些所谓的质量损失并没有真正损失。只能变成气体和尘埃,飘出去。如果能把燃烧产生的烟尘全部收集起来,我们会发现总质量和燃烧前相比根本没有变化,即使你用更精确的称重仪器也不会发现质量有任何变化。既然质量没有变化,为什么说化学反应中也会出现质量缺陷?

核反应是物理变化还是化学变化(核反应释放的是结合能吗)

由于化学反应前后的质量是相等的,所以在很长一段时间以来,人们都认为化学反应不会产生质量亏损,直到核反应的出现,人们才意识到原来化学反应也会产生质量亏损,只不过亏损的幅度极为微小,微小到无法察觉罢了,而化学反应所产生的热量就是这一点点无法察觉的质量亏损所产生的。

既然化学反应不能产生可见的质量缺陷,质量如何转化为能量?当然是通过核反应。一般来说,核能可以分为三类:核裂变、核聚变和放射性元素的自然衰变。放射性元素会自然衰变,衰变其实就是释放一些粒子,转化成另一种元素的过程。

核反应是物理变化还是化学变化(核反应释放的是结合能吗)

比如由94个质子和144个中子所组成的钚238,就会在衰变的过程中释放出两个质子和两个中子,从而变为铀234,这个过程会出现些许质量亏损,亏损的质量会以热量的形式被释放。

与放射性元素的自然衰变相比,核裂变和核聚变产生的质量缺陷更加明显,因此释放的能量也更加巨大。核裂变是一种较重的元素裂变成两种较轻的元素,而核聚变是两种较轻的元素融合成一种较重的元素,会产生明显的质量缺陷,因此会释放出巨大的能量。以广岛原子弹为例。其实这颗名为“小男孩”的原子弹只产生了不到1g的质量缺陷,产生的能量造成了如此大的破坏。

核反应是物理变化还是化学变化(核反应释放的是结合能吗)

能量又是如何转化为质量的

把能量直接转化为我们熟悉的质量是很困难的,但是质量有许多不同的形式。通常我们指的是物体的静止质量,但是物体除了静止质量之外还有运动质量。目前还不能直接把能量转化为静止质量,但是可以把能量转化为运动质量。比如用能量驱动汽车,就是能量转化为质量的过程。比如在大型强子对撞机中,我们可以通过输入109ev的能量将电子加速到每秒29947.9964米。

核反应既不是化学变化,也不是物理变化。核反应是原子核的变化。核反应释放的能量是原子分裂成其他原子的结合能。是由原子核(质子和中子)结合在一起的,要把它们分开,就需要能量,这.

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