a) Сколько килограммов составляет 1 массовая единица? [1] b) Какой дефект массы у гелия? (mp = 1,6726 ∙ 10^-27 kg

a) По определению, 1 массовая единица равна массе атома углерода-12, которая составляет 12 г/моль. В то же время, массовая единица также равна 1/12 массы атома углерода-12. Таким образом, 1 массовая единица составляет примерно 1,6605 ∙ 10^-27 кг.

b) Для определения дефекта массы гелия, нам необходимо знать его атомную массу и сравнить ее с массой нейтрона. В данном случае, масса протона (mp) равна 1,6726 ∙ 10^-27 кг, а масса нейтрона (mn) равна 1,6749 ∙ 10^-27 кг.

Дефект массы вычисляется как разница между суммарной массой протонов и нейтронов в атоме и его изотопической массой. Формула для расчета дефекта массы имеет вид:

Дефект массы = (Z ∙ mp + N ∙ mn) - m

где Z - количество протонов в ядре, N - количество нейтронов в ядре, m - изотопическая масса атома.

Для гелия, количество протонов (Z) равно 2, количество нейтронов (N) равно 2, а изотопическая масса (m) равна 4.

Подставляя все значения в формулу, получаем:

Дефект массы гелия = (2 ∙ 1,6726 ∙ 10^-27) + (2 ∙ 1,6749 ∙ 10^-27) - 4

Вычисляя это выражение, получим дефект массы гелия.

c) Энергия связи (В) для атома гелия определяется как разница между суммарной массой нуклонов (протонов и нейтронов) в атоме и его изотопической массой, умноженной на скорость света в квадрате (c^2). То есть формула для расчета энергии связи выглядит следующим образом:

В = (Z ∙ mp + N ∙ mn - m) ∙ c^2

где Z - количество протонов в ядре, mp - масса протона, N - количество нейтронов в ядре, mn - масса нейтрона, m - изотопическая масса атома, c - скорость света.

Подставляя значения для гелия (Z = 2, mp = 1,6726 ∙ 10^-27 кг, N = 2, mn = 1, 6749 ∙ 10^-27 кг, m = 4, c = 3 ∙ 10^8 м/c), мы можем вычислить энергию связи.

d) Удельная энергия гелия может быть рассчитана как отношение энергии связи атома гелия к его массе (массе атома). Формула для этого выглядит следующим образом:

Удельная энергия = В / m

где В - энергия связи, m - масса атома.

Подставляя значения для гелия, которые мы рассчитали ранее, мы можем получить значение удельной энергии гелия.