I tidigare lektioner har vi tagit upp olika typer av energiformer, t ex potentiell energi och kinetisk energi. Nu kommer vi att introducera en ny energiform, som vi inte så ofta märker av till vardags.
År 1905 formulerade Albert Einstein att alla föremål med en massa har även en inneboende energi, som kallas massenergi. Mängden massenergi hos ett föremål är proportionell mot föremålets massa. Detta gav oss en av fysikens mest berömda formler:
$E=m\cdot c^2$E=m·c2 där $m$m är föremålets massa och $c=299\text{ }792\text{ }458$c=299 792 458 m/s (ljusets hastighet i vakuum) Massenergi
Detta samband beskriver att materia kan omvandlas till energi, och att energi kan omvandlas till materia. Detta synsätt innebär att massa och energi bara är två olika former av samma sak. Detta tydliggörs i kärnreaktioner där den totala massan före reaktionen kan vara en annan än den totala massan efter. Detta beror just på att massa kan omvandlas till energi. Skillnaden i massa före och efter en kärnreaktion kallas massdefekt, $Δm\text{ }$Δm .
Uran-238 sönderfaller genom alfasönderfall till thorium-234. Beräkna hur stor den sammanlagda massan är för partiklarna efter sönderfallet, och jämför detta med massan för uranatomen. Alfasönderfallet kan beskrivas med följande reaktionsformel: $_{92}^{238}U\to_{90}^{234}Th+_2^4He$92238U→90234Th+24He Från en formelsamling får vi följande värden: $m_U=238,05078826$mU=238,05078826 u $m_{Th}=234,04360123$mTh=234,04360123 u $m_{He}=4,002603254415$mHe=4,002603254415 u Den totala massan för partiklarna efter sönderfallet är: $m_{Th}+m_{He}=238,04620448415$mTh+mHe=238,04620448415 u Om vi jämför massan efter med massan före ser vi en massdefekt. $Δm\text{ }=m_{\text{före}}-m_{\text{efter}}=0,00458377584$Δm =mföre−mefter=0,00458377584 u Detta innebär att en del av uranatomens massa har omvandlats till energi. Vi omvandlar till massa i kg och sen till energi i J. $Δm\text{ }=0,00458377584\cdot1,66053904\cdot10^{-27}=7,61153387\cdot10^{-30}$Δm =0,00458377584·1,66053904·10−27=7,61153387·10−30 kg $E=m\cdot c^2$E=m·c2 $E=7,61153387\cdot10^{-30}\cdot299792458^2=6,84…\cdot10^{-13}$E=7,61153387·10−30·2997924582=6,84…·10−13 J I reaktionen frigörs $0,684$0,684 pJ, som blir till kinetisk energi hos sönderfallspartiklarna.Exempel
Lösning
Kommentarer
██████████████████████████
████████████████████████████████████████████████████
e-uppgifter (4)
-
1. Premium
Vilket av följande värden är en bra uppskattning av ljusets hastighet?
Bedömningsanvisningar/Manuell rättningRätta själv Klicka i rutorna och bedöm ditt svar.-
-
Rättad
-
+1
-
Rättad
Rättar... -
2. Premium
Vilken av följande formler är inte korrekt?
Bedömningsanvisningar/Manuell rättningRätta själv Klicka i rutorna och bedöm ditt svar.-
-
Rättad
-
+1
-
Rättad
Rättar... -
3. Premium
Vad är massdefekt för något?
Bedömningsanvisningar/Manuell rättningRätta själv Klicka i rutorna och bedöm ditt svar.-
-
Rättad
-
+1
-
Rättad
Rättar... -
4. Premium
År $2046$ uppfinner Nicolai Perstopp ett sätt att utvinna $100$ % av massenergin hos vatten till ren energi som går ut i de svenska hushållen. Utgå ifrån att den årliga elförbrukningen är precis lika stor i Sverige då som den är idag, d.v.s. ca $140$ TWh.
Beräkna hur mycket vatten som behöver omvandlas för att försörja hela Sverige med energi under ett år.
Svara på formen ”10,3 kg”.
Svar:π²Ditt svar:Rätt svar:(Korrekta varianter)Ger rätt svar {[{correctAnswer}]}Bedömningsanvisningar/Manuell rättningRätta själv Klicka i rutorna och bedöm ditt svar.-
-
Rättad
-
+1
-
Rättad
Rättar... -
Uppgiften är en del av en abc-fråga. Vad vill du göra?
Det finns inga befintliga prov.
-
{[{ test.title }]}
●
Lektion
Kategori
ID
Test i 7 dagar för 9 kr.
Det finns många olika varianter av Lorem Ipsum, men majoriteten av dessa har ändrats på någotvis. Antingen med inslag av humor, eller med inlägg av ord som knappast ser trovärdiga ut.
Logga in
viaAll svar raderas. Detta går inte att ångra detta.
LEILA MUJEZINOVIC
i formelsamling står det ju att ljusets hastighet är 3,00 x 10^8, så varför blir det fel i e-uppgiften?
Sara Petrén Olauson
Hej! Det är viktigt att kontrollera enheten. Det stämmer att ljusets hastighet är $3,00\cdot10^8$ m/s, men i uppgiften ges alternativet $3,00\cdot10^8$ km/h, vilket alltså inte är korrekt. Däremot finns det ett annat alternativ som motsvarar ljushastigheten. Prova igen!
Endast Premium-användare kan kommentera.