Номер 7, страница 223 - гдз по физике 9 класс учебник Закирова, Аширов

7. Что такое энергия связи? Удельная энергия связи?

Что такое энергия связи? Энергия связи атомного ядра – это минимальная энергия, которую необходимо затратить для полного расщепления ядра на составляющие его нуклоны (протоны и нейтроны). Возникновение этой энергии связано с явлением, называемым «дефект масс». Экспериментально установлено, что масса любого ядра ($M_я$) всегда меньше суммы масс составляющих его свободных нуклонов. Эта разница масс, или дефект масс ($\Delta m$), рассчитывается по формуле: $ \Delta m = (Z \cdot m_p + N \cdot m_n) - M_я $
где $Z$ – число протонов в ядре (зарядовое число), $N$ – число нейтронов, $m_p$ – масса свободного протона, а $m_n$ – масса свободного нейтрона.
Согласно знаменитому соотношению эквивалентности массы и энергии Эйнштейна, эта «недостающая» масса превращается в энергию, которая выделяется при образовании ядра. Эта энергия и есть энергия связи ($E_{св}$). Она вычисляется по формуле: $ E_{св} = \Delta m \cdot c^2 = ((Z \cdot m_p + N \cdot m_n) - M_я) \cdot c^2 $
где $c$ – скорость света в вакууме. Энергия связи является мерой прочности ядра: чем она больше, тем стабильнее ядро и тем больше энергии нужно для его разрушения.

Ответ: Энергия связи – это энергия, равная работе, которую нужно совершить, чтобы разделить ядро на составляющие его нуклоны; она возникает за счёт дефекта масс при образовании ядра и является мерой его прочности.

Удельная энергия связи? Удельная энергия связи ($\epsilon$) – это физическая величина, которая равна энергии связи, приходящейся на один нуклон в ядре. Она является ключевой характеристикой для сравнения стабильности различных атомных ядер. Рассчитывается удельная энергия связи путем деления полной энергии связи ядра ($E_{св}$) на общее число нуклонов в нём (массовое число $A$, где $A = Z + N$): $ \epsilon = \frac{E_{св}}{A} = \frac{((Z \cdot m_p + N \cdot m_n) - M_я) \cdot c^2}{A} $
Анализ графика зависимости удельной энергии связи от массового числа показывает, что наибольшей стабильностью обладают ядра элементов из середины таблицы Менделеева (с массовыми числами $A$ в диапазоне примерно от 50 до 60), например, железо-56. У этих ядер удельная энергия связи максимальна и составляет около 8,8 МэВ/нуклон. Для более лёгких и более тяжёлых ядер эта величина меньше. Именно различие в удельной энергии связи исходных и конечных продуктов реакции объясняет выделение огромного количества энергии при:
1. Ядерном синтезе (слиянии лёгких ядер в более тяжёлые).
2. Ядерном делении (расщеплении тяжёлых ядер на более лёгкие осколки).

Ответ: Удельная энергия связи – это энергия связи, приходящаяся на один нуклон в ядре. Она служит основной характеристикой для сравнения стабильности атомных ядер и объясняет выделение энергии в ядерных реакциях.