Объем ядра Калькулятор
Search | ||
Дом | Инженерное дело ↺ | |
Инженерное дело | Технология производства ↺ | |
Технология производства | Литье (Литейное) ↺ | |
Литье (Литейное) | Ядра – Core Prints и Chaplets ↺ |
✖Выталкивающая сила — это направленная вверх сила, с которой любая жидкость действует на тело, помещенное в нее.ⓘ Выталкивающая сила [Fbuoyant] |
+10% -10% |
||
✖Плотность металла – это масса на единицу объема данного металла.ⓘ Плотность металла [δ] |
+10% -10% |
||
✖Плотность сердечника – это заданная плотность материала сердечника.ⓘ Плотность ядра [d] |
+10% -10% |
✖Объем ядра — это объем пространства, занимаемый ядром.ⓘ Объем ядра [V] |
⎘ копия |
Объем ядра Решение
ШАГ 0: Сводка предварительного расчета
ШАГ 1. Преобразование входов в базовый блок
Выталкивающая сила: 53 Ньютон –> 53 Ньютон Конверсия не требуется
Плотность металла: 7850 Килограмм на кубический метр –> 7850 Килограмм на кубический метр Конверсия не требуется
Плотность ядра: 5 Килограмм на кубический сантиметр –> 5000000 Килограмм на кубический метр (Проверьте преобразование здесь)
ШАГ 2: Оцените формулу
ШАГ 3: Преобразуйте результат в единицу вывода
-1.08222917115447E-06 Кубический метр –>-1.08222917115447 кубический сантиметр (Проверьте преобразование здесь)
13 Ядра – Core Prints и Chaplets Калькуляторы
Объем ядра формула
Объем ядра = Выталкивающая сила/(9.81*(Плотность металла–Плотность ядра))
V = Fbuoyant/(9.81*(δ–d))
Что нужно учитывать при проектировании стержней для литья?
Дизайн оттисков сердечника таков, что учитывается вес сердечника перед заливкой и повышенное металлостатическое давление расплавленного металла после заливки. Отпечатки стержня должны также гарантировать, что стержень не смещается во время ввода металла в полость формы.
Печатать эту главу
Задача №4.
Найти плотность ядерного вещества. Считать, что в ядре с массовым числом A все нуклоны (протоны и нейтроны) плотно упакованы в пределах его радиуса.
Дано: A |
Решение: |
---|---|
Найти: ρ=? |
В первом приближении ядро атома можно считать шаром. Тогда плотность его вещества можно определить следующим образом:
( rho=frac{m_{mathit{яд}}}{V} ), |
(1) |
где V – объем ядра, mяд – его масса. Масса ядра приближенно равна
( m_{mathit{яд}}=overline{m}_{mathit{н}}A ). |
(2) |
Здесь ( overline{m}_{mathit{н}} ) – средняя масса нуклонов. Объем ядра можно найти по формуле
( V=frac{4}{3}pi{R}^3 ). |
(3) |
Радиус R ядра определяется эмпирической формулой
где значения коэффициента R0 лежат в пределах
Поставляя в формуле (1) выражения (2), (3), (4), получим
( rho=frac{3overline{m}_{mathit{н}}}{4pi{R_0^3}} ). |
(6) |
Средняя масса ( overline{m}_{mathit{н}} ) нуклонов равна
( overline{m}_{mathit{н}} )=(mp+mn)/2=1,673·10-27кг. |
Расчет:
( rho=frac{3cdot1,673cdot10^{-27}}{4cdot3,14159cdot{(1,2cdot10^{-15})}^3}=2,311cdot10^{17}approx2cdot10^{17} )кг/м3. |
Автор:
Judy Howell
Дата создания:
28 Июль 2021
Дата обновления:
17 Май 2023
Изучение атомов дает много деталей о физических свойствах элементов, которые составляют нашу вселенную. Ученые древнего мира считали, что атом является самой маленькой делимой частью вселенной. Однако современные ученые обнаружили, что атом образован ядром, окруженным электронами, а каждое ядро, в свою очередь, состоит из протонов и нейтронов. Ядро атома составляет только 1/100 000 от общего объема востока. Узнайте, как определить объем ядра любого элемента.
Выберите интересующий элемент и запишите атомный номер элемента. Чтобы найти объем ядра, вы должны сначала найти его радиус.
Он использует уравнение, основанное на новаторской работе Резефорда об атомах и их ядрах. Уравнение определяет радиус ядра как произведение уравнения R = R0 * A ^ 1/3. A – атомный номер интересующего элемента, а R0 – постоянная, которая варьируется от 1,1 до 1 м2 femtómetros (fm), в зависимости от случая.
Рассчитайте радиус ядра, вставив атомное число интересующего элемента в уравнение и рассчитав отклик. Например, предположим, что рассматриваемым элементом является число 8, углерод, и используется значение 1,1 фм (1 фм = 1 х 10 ^ -15 м). Держите единицы в метрах. Вставьте атомное число в уравнение и решите для R. R = R0A ^ 1/3 = 1,1 x 10 ^ -15 x 8 ^ (1/3) = 1,1 x 10 ^ -15 x 2 = 2,2 x 10 ^ -15 м.
Напишите геометрическое уравнение для объема сферы, чтобы вычислить объем ядра. Уравнение для объема сферы: V = 4/3 x pi x r ^ 3, где r – радиус сферы. Ядро атома имеет сферическую форму, чтобы минимизировать энергию, необходимую для удержания частиц в ядре.
Вставьте значение радиуса ядра, чтобы получить объем ядра атома. В примере: V = 4/3 x pi x r ^ 3 = 4/3 x pi x (2,2 X 10 ^ -15) ^ 3 = 4,46 x 10 -44 м 3.
Атомы – это крошечные, сложные строительные блоки всей материи. На уроке химии или физики вас могут попросить рассчитать объем атома. Этот расчет часто делается в качестве подготовительного шага в более сложном расчете для определения объема ядра атома. Хотя изучение атомов может быть затруднено, расчет объема атома – нет.
-
Расчет объема атома основан на упрощенном понимании атома как сферы. Всякий раз, когда вас просят вычислить объем атома, предполагайте, что это сфера, но помните, что атом гораздо сложнее, чем простая сфера, как это объясняется теориями квантовой механики.
Найдите таблицу, в которой перечислены атомные радиусы – множественное число радиуса – для всех элементов в периодической таблице элементов. Эти таблицы часто можно найти в вашем учебнике по химии. Радиус атома – это расстояние от центра атома, ядра до внешнего края атома.
Скопируйте на лист бумаги атомный радиус атома. Например, атом водорода имеет радиус 53 пикометра.
Рассчитайте кубический радиус атома, умножив атомный радиус на себя в три раза. Например, если атомный радиус равен 5, вы умножите 5 на себя три раза, что равно кубическому радиусу 125.
Используйте математическую формулу для объема сферы, чтобы вычислить объем атома. Математическая формула для объема сферы – это доля, которая на четыре трети умножается на Pi, а затем умножается на кубический радиус атома. Pi, математическая константа, составляет 3, 141.
Предупреждения
Ядром
называется центральная часть атома, в
которой сосредоточенна практически
вся масса и его положительный заряд.
Атомное ядро состоит из элементарных
частиц – протонов и нейтронов
(протонно-нейтронная модель была
предложена сов. физиком Иваненко, а в
последствии развита Гейзенбергом). Ядро
атома характеризуется зарядом. Зарядом
ядра является величина
,
где е – заряд протона,Z
– порядковый номер химического элемента
в периодической системе, равный числу
протонов в ядре. Число нуклонов в ядре
А=N+Z
называется массовым числом, где N-число
нейтронов в ядре.
Ядра
с одинаковыми Z,
но различными А называются изотопами.
Ядра которые при одинаковом А имеют
различные Z,называются
изобарами. Ядро хим. элемента Х обозначается
,
где Х – символ хим. элемента. Размер ядра
характеризуется радиусом ядра.
Эмпирическая формула для радиуса ядра
,
гдем,
может быть истолкована как пропорциональность
объёма ядра числу нуклонов в нем.
Плотность для ядерного вещества
составляет по порядку величиныи
постоянна для всех ядер. Масса ядра
меньше, чем сумма масс составляющих его
нуклонов и этот дефект массы определяется
по следующей формуле.
Точно массу ядра можно определить с
помощью масс-спектрометров. Нуклоны в
атоме являются фермионами и имеют спин.
Ядро атома имеет собственный момент
импульса – спин ядра, равный,гдеI
– внутреннее (полное) спиновое квантовое
число.
Число
I
принимает целочисленные или полуцелые
значения
и т.д. Ядерные частицы имеют собственные
магнитные моменты, которыми определяется
магнитный момент ядрав
целом. Единицей магнитных моментов ядер
служит ядерный магнетон:,
где е – абсолютное значение заряда
электрона ,–
масса протона. Между спином ядра,
выраженным в,
и его магнитным моментом имеется
соотношение,
где–
ядерное гиромагнитное отношение.
Распределение электрического заряда
протонов по ядру в общем случае
несиметрично. Мерой отклонения этого
распределения от сферически-симметричного
является квадрупольный электрический
моментQ
ядра. Если плотность заряда считается
везде одинаковой, то Q
определяется только формой ядра. Так
для ядра, имеющего форму эллипсоида
вращения,
,
гдеb
– полуось эллипсоида вдоль направления
спина; а – полуось в перпендикулярном
направлении. Для ядра, вытянутого вдоль
направления спина, b>a
и Q>0.
Для ядра сплющенного в этом направлении,
b<a
и Q<0.
Для сферического распределения заряда
в ядре b=a
и Q=0.
Это справедливо для ядер со спином,
равным 0 или
.
Между
составляющими ядро нуклонами действуют
особые, специфические для ядра силы,
значительно превышающие кулоновские
силы отталкивания между протонами. Они
называются ядерными силами. Ядерные
относятся к классу так называемых
сильных взаимодействий. Основные
свойства ядерных сил:
-
яд.
силы являются силами притяжения; -
яд.
силы являются короткодействующими; -
яд.
силам свойственна зарядовая независимость:
ядерные силы, действующие между двумя
протонами, или протоном и нейтроном,
одинаковы по величине, т.е. ядерные силы
имеют не эл. природу; -
яд.
силам свойственно насыщение, т.е. каждый
нуклон в ядре взаимодействует только
с ограниченным числом ближайших к нему
нуклонов; -
яд.
силы зависят от взаимной ориентации
спинов взаимодействующих нуклонов; -
яд.
силы не являются центральными.
Модели
ядра.
1.Капельная
модель ядра является первой моделью.
Она основана на аналогии между поведением
нуклонов в ядре и поведением молекул в
капле жидкости. Так, в обоих случаях
силы, действующие между составными
частицами – молекулами в жидкости и
нуклонами в ядре, – являются
короткодействующими и им свойственно
насыщение. Для капли жидкости при данных
внешних условиях характерна постоянная
плотность её вещества. Ядра же
характеризуются практически постоянной
удельной энергией связи и постоянной
плотностью, не зависимо от числа нуклонов
в ядре. Объём капли и объём ядра
пропорциональны числу частиц. Существенное
отличие ядра от капли жидкости в этой
модели закл. в том, что она трактует ядро
как каплю эл. Заряженной несжимаемой
жидкости, подчиняющуюся законам квантовой
механики. Капельная модель ядра, объяснила
механизм ядерных реакций деления ядер,
но не смогла объяснить повышенную
устойчивость ядер, содержащих магические
числа протонов и нейтронов.
2.Оболочечная
модель ядра предполагает распределение
нуклонов в ядре по дискретным эн. уровням,
заполняемым по принципу Паули, и связывает
устойчивость ядер с заполнением этих
уровней. Считается, что ядра с полностью
заполненными оболочками являются
наиболее устойчивыми. Оболочечная
модель ядра позволила объяснить спины
и магнитные моменты ядер, различную
устойчивость атомных ядер, а также для
описания лёгких и средних ядер, а также
для ядер, находящимся в основном
состоянии. По мере дальнейшего накопления
экспериментальных данных о свойствах
атомных ядер появлялись все новые факты,
не укладывающиеся в рамки описанных
моделей. Так возникли обобщённая модель
ядра, оптическая модель ядра и т.д.
Соседние файлы в папке ЭКОЛОГИЯ
- #
- #
- #
- #
- #
- #
- #