Encyklopedie Energie




dnes je ·ter² 25. ·nora 2003, svßtek mß Liliana  13:52  
Encyklopedie Energie



   
    Encyklopedie Energie  -> V²klad
        
     RozÜφrenΘ hledßnφ
     Menu
  Aktußlne
  Encyklopedie Energie
    V²klad
    Slovnφk
    Pokusy
    O encyklopedii
  Soute₧
Vyhledßvßnφ

E = m . c2

Antoine Laurent Lavosier.

Pov∞zme si n∞co vφce o Einsteinov∞ slavnΘm vzorci. A₧ do doby jeho objevu platil nßzor, ₧e hmotnost a energie jsou dv∞ naprosto rozdφlnΘ a na sob∞ nezßvislΘ veliΦiny. Energie t∞lesa souvisφ s jeho pohybov²m stavem, vyjad°uje schopnost t∞lesa konat prßci, zatφmco hmotnost t∞lesa souvisφ s jeho setrvaΦn²mi a gravitaΦnφmi ·Φinky. Po staletφ pßtrali uΦenci po podstat∞ struktury lßtky, a₧ se nakonec roku 1770 francouzskΘmu chemikovi A. L. Lavoisierovi poda°ilo objevit zßkon zachovßnφ hmotnosti. Roku 1842 n∞meck² lΘka° J. R. Mayer analogicky dokßzal, ₧e takΘ energie nem∙₧e b²t um∞le vytvo°ena, ani se nem∙₧e ztratit, ale pouze se p°em∞≥ovat z jednΘ formy v druhou. Objevil tak zßkon zachovßnφ energie, kter² pozd∞ji p°esn∞ formuloval n∞meck² fyzik H. Helmholz.
PotΘ vÜak p°ichßzφ A. Einstein a prohlaÜuje: energie a hmotnost nejsou na sob∞ nezßvislΘ veliΦiny. Naopak, energie lßtky je ·m∞rnß jejφ hmotnosti a oba zßkony zachovßnφ, hmotnosti a energie, platφ souΦasn∞ vedle sebe.

Julius Robert Mayer.

Energie a hmotnost jsou tedy navzßjem ·m∞rnΘ a jsou spolu neodd∞liteln∞ vßzßny p°ekvapiv∞ jednoduch²m vztahem E = m . c2. A prßv∞ tento Einstein∙v slavn² vzorec je klφΦem v naÜem putovßnφ za energiφ. UrΦitΘ hmotnosti odpovφdß urΦitß energie a naopak. Nap°φklad ka₧dΘ t∞leso, kterΘ uvedeme do pohybu, se stßvß t∞₧Üφ, proto₧e energie, kterou mu dodßvßme, p°edstavuje p°φr∙stek hmotnosti. ╚φm v∞tÜφ rychlostφ se pohybuje, tφm vφce jeho hmotnost vzr∙stß. Nem∞jte vÜak obavy o svΘ t∞lesnΘ proporce, proto₧e p°i rychlostech, jich₧ m∙₧eme dosßhnout my, je tento p°φr∙stek ·pln∞ neznateln². I kdybychom se mohli pohybovat rychlostφ 42 000 km .s-1, zv∞tÜila by se naÜe hmotnost pouze o 1 % . K tomu, aby t∞leso zv∞tÜilo svou hmotnost na dvojnßsobek, musφ se pohybovat rychlostφ 261 000 km . s-1 ! Stejn∞ tak se zv∞tÜuje hmotnost t∞lesa i p°i zah°φvßnφ, nebo¥ tepelnß energie je urΦovßna rychlostφ kmitav²ch pohyb∙ Φßstic t∞lesa. P°i v∞tÜφ rychlosti kmitßnφ se zv∞tÜuje hmotnost jednotliv²ch Φßstic t∞lesa a tφm i hmotnost t∞lesa jako celku. P°i ochlazovßnφ (kdy se tepelnß energie uvol≥uje) se hmotnost t∞lesa naopak zmenÜuje. Zm∞ny energie jsou tedy spojeny v₧dy se zm∞nami hmotnosti.
Uve∩me dßle jednotky hmotnosti a energie pou₧φvanΘ v jadernΘ fyzice. Jednotka hmotnosti kilogram a jednotka energie joule jsou toti₧ pro mikrosv∞t Φßstic p°φliÜ velkΘ. Proto z praktick²ch d∙vod∙ pou₧φvßme ve sv∞t∞ atom∙ jako jednotku hmotnosti (oznaΦovanou u) 1/12 hmotnosti neutrßlnφho atomu uhlφku 12/6C, co₧ je p°ibli₧n∞ 1,66 . 10-27 kg (tzv. atomovß hmotnostnφ jednotka). Pro naÜe ·vahy postaΦφ p°edpoklßdat, ₧e hmotnost Φßstice jßdra - nukleonu je zhruba rovna 1 u. Hmotnost atomu v jednotkßch u bude potom p°ibli₧n∞ rovna poΦtu nukleon∙. Nap°φklad 235U mß hmotnost 235,04393 u, nßm staΦφ uva₧ovat hodnotu 235 u.
Energii ve sv∞t∞ atom∙ vyjad°ujeme v elektronvoltech - eV. Energii 1 eV zφskß elektron (s elektrick²m nßbojem 1,602.10-19 C) p°i urychlenφ elektrick²m polem o nap∞tφ 1 V. ╚φseln∞ je 1 eV roven 1,602.10-19 J, co₧ je i pro sv∞t atom∙ jednotka pom∞rn∞ malß, a proto se pou₧φvajφ nßsobky ke V = 103 eV a MeV = 106 eV.
V t∞chto jednotkßch odpovφdß podle Einsteinova vztahu hmotnosti 1 u energie 931,494 MeV.

Struktura lßtky

V dob∞ objevu teorie relativity toho nebylo o struktu°e lßtky znßmo mnoho. P°edstava atomu jako zßkladnφho elementu lßtky prod∞lala od 5. stol. p°. n.1., kdy ji poprvΘ vyslovil °eck² filozof Demokritos, dlouh² v²voj. Zßsadnφ poznatky p°inesl rok 1910, kdy britsk² fyzik E. Rutherford sestrojil planetßrnφ model atomu. Ten pak pozd∞ji zdokonalil dßnsk² fyzik N. Bohr (1913) a koneΦn∞ po objevu neutronu i n∞meck² fyzik W. K. Heisenberg (1934). Tφm samoz°ejm∞ v²voj nßzor∙ na strukturu lßtky neskonΦil, objevily se novΘ teorie, novß a d∙mysln∞jÜφ experimentßlnφ za°φzenφ, na kter²ch se potvrzujφ p°ekvapujφcφ p°edpov∞di. Tak jak modernφ fyzika pronikß stßle vφce do hlubin struktury lßtky, objevuje se atom stßle slo₧it∞jÜφ. Jak vypadß skuteΦn∞ elementßrnφ Φßstice lßtky? Na tuto otßzku nemß fyzika dodnes definitivnφ odpov∞∩.

Graf zßvislosti hmotnosti Φßstice na rychlosti. Zßvislost hmotnosti Φßstice na rychlosti je vyjßd°ena uveden²m vzorcem. Hmotnost je rovna m0 (klidovß hmotnost) jen p°i v=0.
P°i mal²ch rychlostech
oproti rychlosti sv∞tla c je p°φr∙stek hmotnosti nepatrn². P°i rychlostech blφzk²ch c ji₧ nenφ mo₧no p°φr∙stek hmotnosti zanedbat a musφme s nφm poΦφtat nap°. p°i nßvrhu velk²ch urychlovaΦ∙ nabit²ch Φßstic.

P°ipome≥me si: atom se sklßdß z nesmφrn∞ malΘho jßdra s kladn²m elektrick²m nßbojem, kolem n∞ho₧ obφhajφ zßporn∞ nabitΘ elektrony. Jßdro atomu tvo°φ dva druhy Φßstic: kladnΘ protony a neutrßlnφ neutrony. Dohromady jim °φkßme nukleony (z latinskΘho nucleus = o°ech, jßdro). PoΦet proton∙ v jßd°e oznaΦujeme Z a poΦet nukleon∙ A; poΦet neutron∙ je pak A - Z. KonkrΘtnφ atom prvku X zapisujeme AZ X. Elektronov² obal atomu mß p°ibli₧n∞ z desettisφckrßt v∞tÜφ pr∙m∞r ne₧ samotnΘ jßdro. Hmotnost elektronu je asi 1836krßt menÜφ ne₧ hmotnost nukleonu. To je tak malß hodnota, ₧e ji m∙₧eme p°i pozorovßnφ hmotnosti atomu zanedbat na elektrony p°ipadß mΘn∞ ne₧ 0,05 %. celkovΘ hmotnosti atomu. Prakticky je tedy veÜkerß hmotnost atomu koncentrovßna do jßdra, kterΘ mß obrovskou hustotu -1 cm3 "jadernΘ lßtky" by vß₧il 400 milion∙ tun!
Proto₧e je vÜak velikost jßdra tak miziv∞ malß oproti rozm∞ru celΘho atomu, sklßdß se lßtka p°edevÜφm z prßzdnΘho prostoru.
NaÜe cesta za uvol≥ovßnφm klidovΘ energie lßtky vede p°φmo k jßdr∙m atom∙.




redakce@energyweb.cz
    ZajφmavΘ odkazy Reklama na energyWebu
    PoΦφtadlo p°φstup∙
╚eskß energetika .COM SlovenskΘ jadrovΘ f≤rum www.zapni.cz V┌JE Trnava, a.s. 
34697