搜搜做题作业网电荷在撞击原子核能产生热量吗?产生热量怎么算?
来源：学生作业帮 编辑：搜搜做题作业网作业帮 分类：物理作业 时间：2024/04/30 23:51:51
电荷在撞击原子核能产生热量吗?产生热量怎么算?
电荷撞击原子核的情况比较少见,这种情况一般是在恒星发生超新星时,内核巨大的引力将电子压入原子核,以至质子衰变成中子,从而使铁质的恒星内核衰变成中子星时才可能发生.
在绝大多数核聚变中,都是由原子核相互剧烈撞击,导致原子核内一个或者几个质子中的反电子被“撞”出原子核,失去电荷的质子衰变成了中子,被撞出原子核的反电子接触原子核外围的电子后相互湮灭产生能量的.而不是电子主动钻进原子核内发生湮灭,致使质子衰变成中子.
但当恒星塌缩时,巨大的引力直接将电子挤压进原子核的内部,致使原子核内的质子与电子直接发生核反应,质子由于电子的闯入衰变成中子,质子内的反电子与电子中和,释放出能量.
至于它们能产生多少能量,则可以根据质能方程来计算.
质能方程：E=mc^2 E是能量 单位焦耳 M是质量 单位千克 C是光速 C=300000（30万,平方后就是900亿）
每个电子的质量为为9.109×10^-31千克,根据质能方程计算,每个电子可以转换成的能量为：E=mc^2 = 9.109×10^-31 × 9*10^10 = 8.1981 × 10^-20（焦耳）
8.1981 × 10^-20（焦耳）是每个电子所蕴含的能量,当然现实中电子必须是成对湮灭的,所以这个数值往往还要乘以2.即每湮灭一对电子可以产生1.63962 × 10^-19焦耳能量.
以氢聚变为例,氢聚变成氦的过程中,4个氢原子（质子）相互融合,其中2个质子衰变成中子并放出两个反电子,反电子与外层两个电子湮灭,总计湮灭了4个电子（或者视为2对电子）,因此每个氢聚变反应产生的能量就是3.27924 × 10^-19焦耳.
在绝大多数核聚变中,都是由原子核相互剧烈撞击,导致原子核内一个或者几个质子中的反电子被“撞”出原子核,失去电荷的质子衰变成了中子,被撞出原子核的反电子接触原子核外围的电子后相互湮灭产生能量的.而不是电子主动钻进原子核内发生湮灭,致使质子衰变成中子.
但当恒星塌缩时,巨大的引力直接将电子挤压进原子核的内部,致使原子核内的质子与电子直接发生核反应,质子由于电子的闯入衰变成中子,质子内的反电子与电子中和,释放出能量.
至于它们能产生多少能量,则可以根据质能方程来计算.
质能方程：E=mc^2 E是能量 单位焦耳 M是质量 单位千克 C是光速 C=300000（30万,平方后就是900亿）
每个电子的质量为为9.109×10^-31千克,根据质能方程计算,每个电子可以转换成的能量为：E=mc^2 = 9.109×10^-31 × 9*10^10 = 8.1981 × 10^-20（焦耳）
8.1981 × 10^-20（焦耳）是每个电子所蕴含的能量,当然现实中电子必须是成对湮灭的,所以这个数值往往还要乘以2.即每湮灭一对电子可以产生1.63962 × 10^-19焦耳能量.
以氢聚变为例,氢聚变成氦的过程中,4个氢原子（质子）相互融合,其中2个质子衰变成中子并放出两个反电子,反电子与外层两个电子湮灭,总计湮灭了4个电子（或者视为2对电子）,因此每个氢聚变反应产生的能量就是3.27924 × 10^-19焦耳.