Por J.R. Kambak , actualizado el 30 de agosto de 2022
Las unidades de masa atómica (uma) proporcionan una forma conveniente de expresar la masa de partículas subatómicas. Para convertir uma en julio (J), unidad de energía del SI, nos basamos en la equivalencia masa-energía de Einstein:E = mc². Esta breve guía lo guía paso a paso a través de la conversión, incluido un ejemplo del mundo real con litio-7.
La masa de un núcleo es siempre menor que la suma de los protones y neutrones que lo constituyen. Las mediciones de masa precisas son esenciales; redondear temprano puede eliminar el pequeño defecto de masa.
Utilice la conversión precisa:1amu = 1,66053886 × 10⁻²⁷kg.
Inserte el defecto de masa (aquí 1 uma) y la velocidad de la luz (c = 2,99792458 × 10⁸ms⁻¹) en E = mc²:
E = 1.66053886 × 10⁻²⁷ kg × (2.99792458 × 10⁸ m s⁻¹)²
Realizando el cálculo se obtiene E = 1,492393 × 10⁻¹⁰kgm²s⁻².
Como 1kgm²s⁻² equivale a 1J, el resultado final es:
1amu = 1,492393 × 10⁻¹⁰J
• Masa nuclear de ⁷Li = 7.014353amu• Masa total de sus nucleones:(3 × 1.007276) + (4 × 1.008665) = 7.056488amu• Masa defecto = 7.056488 – 7.014353 = 0.042135amu
0,042135 uma × 1,66053886 × 10⁻²⁷kg= 6,99693 × 10⁻²⁸kg
E = 6,99693 × 10⁻²⁸kg × (2,99792458 × 10⁸ms⁻¹)² = 6,28842 × 10⁻¹²J
Por lo tanto, la energía de enlace del litio-7 es aproximadamente 6,29 × 10⁻¹²J.
Estos cálculos ilustran cómo el defecto de masa se traduce directamente en energía de enlace, subrayando el profundo vínculo entre masa y energía descrito por la relatividad.
