Matematické Fórum

Nevíte-li si rady s jakýmkoliv matematickým problémem, toto místo je pro vás jako dělané.

Nástěnka
🔒 23. 3. 2019 Přešli jsme na HTTPS. Prosíme o kontrolu funkčnosti fóra.
!! 17.06.2018 (Jel.) Khanova škola zve nadšence ke spolupráci na překladech návodů pro učitele a rodiče.
! 04.11.2016 (Jel.) Čtete, prosím, před vložení dotazu, děkuji!
17.01.2016 (Jel.) Rok 2016 s novými a novějšími krystaly od kolegy Pavla!
17.01.2016 (Jel.) Nabídka knih z oborů matematiky, fyziky, chemie
23.10.2013 (Jel.) Zkuste před zadáním dotazu použít některý z online-nástrojů, konzultovat použití můžete v sekci CAS.

Nejste přihlášen(a). Přihlásit

#1 27. 12. 2018 20:42 — Editoval vcela25 (27. 12. 2018 20:42)

vcela25
Příspěvky: 50
Pozice: student
Reputace:   
 

Hmotnostní úbytek

Dobrý den, prosím o pomoc s úlohou. Děkuji.

Vyjádřete hmotnostní úbytek (schodek) jádra (A=56) (Z=26) Fe s relativní hmotností 55,9349. Vypočítejte také jeho vazebnou energii a vazebnou energii připadající na jeden nukleon. Klidová hmotnost proton je 1,6726 × $10^{-27}$ kg, klidová hmotnost neutronu je 1,6749 × $10^{-27}$ kg a atomová hmotnostní konstanta (jednotka) je 1,6605×$10^{-27}$ kg

Nevím jak použít vzorečky

Offline

  • (téma jako vyřešené označil(a) vcela25)

#2 28. 12. 2018 12:52

Ferdish
Příspěvky: 1235
Škola: PF UPJŠ, ÚEF SAV
Pozice: postdok
Reputace:   39 
 

Re: Hmotnostní úbytek

A nič ste k tejto téme na hodinách/prednáškach nepreberali?

Online

 

#3 28. 12. 2018 13:11 — Editoval proton100 (30. 12. 2018 08:49)

proton100
Zablokovaný
Příspěvky: 264
Reputace:   -21 
 

Re: Hmotnostní úbytek

zmazané

Offline

 

#4 28. 12. 2018 13:26

vcela25
Příspěvky: 50
Pozice: student
Reputace:   
 

Re: Hmotnostní úbytek

↑ Ferdish:

Neprobírali jsme dané téma v hodinách, nestihli jsme to

Offline

 

#5 28. 12. 2018 14:18 — Editoval Ferdish (28. 12. 2018 14:21)

Ferdish
Příspěvky: 1235
Škola: PF UPJŠ, ÚEF SAV
Pozice: postdok
Reputace:   39 
 

Re: Hmotnostní úbytek

↑ proton100:

vcela25 napsal(a):

↑ Ferdish:

Neprobírali jsme dané téma v hodinách, nestihli jsme to

Je dobré vedieť, čo zadávateľ (v tomto prípade zadávateľka) z danej témy preberala a čo ovláda. A ako sám vidíš, v tomto konkrétnom prípade je to dosť užitočná informácia...

proton100 napsal(a):

To sa nepočíta. U väčších jadier to je obvykle 7,8, maximálne 8 MeV.

To je zadávateľke platné ako mŕtvemu kabát. Chcú po nej výpočet, nie aby si to dohľadala v tabuľkách.

Ak chceš radiť, tak raď konkrétne, vecne a v zmysle pravidiel, ako sa k tomu môže s pomocou informácií, ktoré má v zadaní, dopracovať. Rád ti túto česť prenechám...

Online

 

#6 28. 12. 2018 15:17

MichalAld
Moderátor
Příspěvky: 2034
Reputace:   62 
 

Re: Hmotnostní úbytek

↑ Ferdish:
Proton tu není aby někomu radil, ale aby tu šířil své pavědy...(a testoval bdělost moderátorů)...

Offline

 

#7 29. 12. 2018 09:27 — Editoval proton100 (30. 12. 2018 08:49)

proton100
Zablokovaný
Příspěvky: 264
Reputace:   -21 
 

Re: Hmotnostní úbytek

MichalAld napsal(a):

↑ Ferdish:
Proton tu není aby někomu radil, ale aby... testoval bdělost moderátorů

Toto je ukážka pozitívneho prístupu. Netreba si zvyšovať cukor. Ja si myslím že tu robíš oponenta.

Offline

 

#8 29. 12. 2018 21:54

vcela25
Příspěvky: 50
Pozice: student
Reputace:   
 

Re: Hmotnostní úbytek

Poradíte mi prosím konečně někdo?

Offline

 

#9 30. 12. 2018 09:33 — Editoval proton100 (30. 12. 2018 09:44)

proton100
Zablokovaný
Příspěvky: 264
Reputace:   -21 
 

Re: Hmotnostní úbytek

vcela25 napsal(a):

Poradíte mi prosím konečně někdo?

Najlepšie je ak na to prídeš sama, lebo čítať cudzí výpočet je to ako analyzovať vzorce v Exceli.

atóm Fe:
počet nukleónov A = 56
počet protónov Z = 26
relatívna atómová hmotnosť Ar = 55,9349
hmotnosť voľného protónu mp = 1,6726E-27 kg
hmotnosť voľného neutrónu mn = 1,6749E-27 kg
atómová hmotnostná konštanta u = 1,6605E-27 kg

1) Hmotnosť atómu vypočítame:

ma = Ar . u

kde je
ma - pokojová hmotnosť atómu (kg)
Ar - relatívna atómová hmotnosť (-)
u - atómová hmotnostná konštanta (kg)

ma = Ar . u
ma = 55,9349 . 1,6605E-27 kg
ma = 92,8799E-27 kg

2) Hmotnosť voľných z častíc z ktorých je zložené:

m = mp . Z + mn . (N - Z)
m = 1,6726E-27 kg . 26 + 1,6749E-27 kg . 30
m = 93,7346E-27 kg

3) Hmotnostný schodok jadra

Δm = m - ma
Δm = (93,7346 - 92,8799)E-27 kg
Δm = 0,8547E-27 kg

4) Väzobná energia jadra

E = Δm.c^2
E = 0,8547E-27 kg . 8,9876E16 m2/s2
E = 7,6817E-11 J

5) Priemerná väzobná energia nukleónu

E1 = E / Z
E1 = 7,6817E-11 J : 56
E1 = 1,3717E-12 J
1 eV = 1,6022E-19 J
E1 = (7,6817E-11 : 1,6022E-19) eV
E1 = 8,5616E6 eV = 8,6 MeV

Offline

 

#10 30. 12. 2018 21:52

vcela25
Příspěvky: 50
Pozice: student
Reputace:   
 

Re: Hmotnostní úbytek

↑ proton100: Děkuji mnohokrát! :)
Jen se asi vloudila malá chybička. Vazebná energie má vyjít 480 MeV

Offline

 

#11 30. 12. 2018 22:30

Jj
Příspěvky: 7508
Škola: VŠB, absolv. r. 1970
Pozice: Důchodce
Reputace:   535 
 

Re: Hmotnostní úbytek

↑ vcela25:

A proč?

↑ proton100: spočítal vazebnou energii jádra na E = 7.6817E-11 J.

A 7.6817E-11 J = 7.6817E-11 / 1.602E-19 eV = 479506866 eV ~ 480 MeV.


Pokud se tedy nemýlím.

Offline

 

#12 31. 12. 2018 09:31 — Editoval proton100 (31. 12. 2018 14:00)

proton100
Zablokovaný
Příspěvky: 264
Reputace:   -21 
 

Re: Hmotnostní úbytek

↑ vcela25: $1 eV = 1,602 . 10^{-19} J$ = 1,602E-19 J

Uputávka:

Jednotka elektrónVolt (eV) sa používa na jednoduchý výpočet energie žiarenia rontgenu. Ak sa na rontgenovu elektrónku priviedlo napätie 100 000 V , tak sa elektróny urýchlili na energiu 100 000 eV. Ak sa priviedlo 200 000 V, tak sa elektróny urýchlili na 200 000 eV. Netrebalo poznať hmotnosť elektrónu, dráhu alebo čas urýchľovania,... stačilo poznať napätie. Energia elektrónov sa v elektrónke premení na podobnú energiu fotónov.

Rontgenove žiarenie pre krištalografiu (málo kg/m2) má energiu 10-ky keV. V nemocniciach sa používa rontgen 100 keV  (viac kg/m2 - pre tlstých ľudí to nestačí). Pre kontrolu zvarov v priemysle sa používa 200 keV.

Zaujímavé je že s energia fotónu rastie s jeho frekvenciou. Napríklad zelené svetlo má energiu 1,8 eV a frekvenciu 430 THz, UVB svetlo má energiu 4,1 eV a frekvenciu 1000 THz, mäkké RTG žiarenie má energiu 10 000 eV a frekvenciu 240 000 THz.

Uhlíková väzba C-C má energiu 3,6 eV. Na jej roztrhnutie treba energiu fotónu aspoň s touto energiou. Preto je škodlivé ultrafialové svetlo, ale viditeľné svetlo je neškodné.

Pri fotosyntéze sa používa červené a modré svetlo, ktoré nemajú dostatok energie aby vytvorili C-C väzbu. UV svetlo sa použiť nemôže. Ako baterka sa používa atómom vápnika, ktorý spojí energiu slabších fotónov.

Vitamín D sa vyrába priamo z fotónu UVB svetla 4 eV. Vitamín D sa ďalej používa pre väzby s väčšou energiou.

Offline

 

#13 31. 12. 2018 12:49

MichalAld
Moderátor
Příspěvky: 2034
Reputace:   62 
 

Re: Hmotnostní úbytek

proton100 napsal(a):

Jednotka elektrónVolt (eV) sa používa na jednoduchý výpočet energie žiarenia rontgenu. Ak sa na rontgenovu elektrónku priviedlo napätie 100 000 V , tak sa elektróny urýchlili na energiu 100 000 eV. Ak sa priviedlo 200 000 V, tak sa elektróny urýchlili na 200 000 eV. Netrebalo poznať hmotnosť elektrónu, dráhu alebo čas urýchľovania,... stačilo poznať napätie.

No a když na urychlování elektronů použiji napětí milion voltů, tedy 1MV, a elektrony tak získají energii 1MeV, jakou budou mít při této energii rychlost ? Případně jakou budou mít rychlost při energii 10MeV...

Offline

 

#14 31. 12. 2018 14:33 — Editoval proton100 (31. 12. 2018 14:38)

proton100
Zablokovaný
Příspěvky: 264
Reputace:   -21 
 

Re: Hmotnostní úbytek

MichalAld napsal(a):

když na urychlování elektronů použiji napětí milion voltů, tedy 1MV, a elektrony tak získají energii 1MeV, jakou budou mít při této energii rychlost ? Případně jakou budou mít rychlost při energii 10MeV...

Relativistické. Kde je problém?

Offline

 

#15 31. 12. 2018 14:38

MichalAld
Moderátor
Příspěvky: 2034
Reputace:   62 
 

Re: Hmotnostní úbytek

↑ proton100:
No hrozně mě zajímá jako to budeš počítat, když nevěříš na teorii relativity, hi.

Offline

 

#16 31. 12. 2018 14:40 — Editoval proton100 (31. 12. 2018 14:46)

proton100
Zablokovaný
Příspěvky: 264
Reputace:   -21 
 

Re: Hmotnostní úbytek

↑ MichalAld: Časopriestor a transformácie sú dve rôzne veci.

Offline

 

#17 31. 12. 2018 14:42

MichalAld
Moderátor
Příspěvky: 2034
Reputace:   62 
 

Re: Hmotnostní úbytek

↑ proton100:
Však to spočítej, ať se pobavíme...kecat kolem toho můžeme potom.

Offline

 

#18 31. 12. 2018 14:49

MichalAld
Moderátor
Příspěvky: 2034
Reputace:   62 
 

Re: Hmotnostní úbytek

↑ MichalAld:
A nechápu, proč do toho taháš nějaký éter, nejde přeci o žádné elektromagnetické vlny...je to jen elektron, kulička o nějaké hmotnosti, která má nějakou energii - a já se ptám, jak letí rychle. Není důležité, že jsme ji urychlili elektrickým polem, mohli jsme ji klidně urychlit i jinak, a není ani důležité že má elektrický náboj.

Klidně můžeme uvažovat částici bez náboje. Jde jen o tu rychlost.

Offline

 

#19 31. 12. 2018 15:03 — Editoval proton100 (31. 12. 2018 15:27)

proton100
Zablokovaný
Příspěvky: 264
Reputace:   -21 
 

Re: Hmotnostní úbytek

↑ MichalAld: Letí tak rýchlo ako by si to spočítal ty.

Offline

 

#20 31. 12. 2018 15:13

edison
Příspěvky: 1296
Reputace:   30 
 

Re: Hmotnostní úbytek

proton100 napsal(a):

... Pri fotosyntéze sa používa červené a modré svetlo, ktoré nemajú dostatok energie aby vytvorili C-C väzbu. UV svetlo sa použiť nemôže. Ako baterka sa používa atómom vápnika, ktorý spojí energiu slabších fotónov.

Vitamín D sa vyrába priamo z fotónu UVB svetla 4 eV. Vitamín D sa ďalej používa pre väzby s väčšou energiou.

Zbytek příspěvku je snad správně, ale:

Chlorofyl, ve kterém probíhá fotosyntéza, vůbec neobsahuje vápník a nedělá nic s C-C vazbou (vyrábí formaldehyd z H20 a CO2). Vitamín D zas reguluje získávání vápníku a fosforu z potravy a reguluje některé funkce imunitního systému. A nevyrábíme si ho z fotonů, ale fotony nám ho vyrábějí z dehydrocholesterolu (pokud jsme si ho přehnaným mytím nevymyli z kůže).

Obecně není dobré uvádět organické věci jako příklady k jednoduchým fyzikálním dějům. Často se totiž může ukázat, že je to celé složitější a u biochemických dějů se případně za rok může zjistit, že to funguje jinak, než se celá desetiletí psalo v učebnicích:-)

Offline

 

#21 31. 12. 2018 15:28

proton100
Zablokovaný
Příspěvky: 264
Reputace:   -21 
 

Re: Hmotnostní úbytek

↑ edison: Jasne, a existujú 2 fotosystémy, poznám to.

Offline

 

#22 31. 12. 2018 21:03

vcela25
Příspěvky: 50
Pozice: student
Reputace:   
 

Re: Hmotnostní úbytek

↑ Jj: Omlouvám se, přehlédla jsem jednotky.
Děkuji mnohokrát!

Offline

 

#23 01. 01. 2019 13:46

MichalAld
Moderátor
Příspěvky: 2034
Reputace:   62 
 

Re: Hmotnostní úbytek

proton100 napsal(a):

↑ MichalAld: Letí tak rýchlo ako by si to spočítal ty.

Ale jak je to možné? Že ty, který tvrdíš, že teorie relativity je největší podvod spáchaný na lidstvu by jsi použil stejný vzorec, jako ta podvodná teorie relativity? To mi hlava teda nebere...

Offline

 

#24 01. 01. 2019 14:38

MichalAld
Moderátor
Příspěvky: 2034
Reputace:   62 
 

Re: Hmotnostní úbytek

↑ edison:
↑ proton100:

Pokud jde o tu fotosyntézu, tak (dle informací co jsem vyčetl ze své geniální knížky, nejsem žádný molekulární biolog) primárně se energie fotonu zachyceného ve chlorofylu využije k přenosu elektronu na vyšší energetickou hladinu (někde ve struktuře té molekuly). A probíhá to ve dvou krocích.

Po prvním zachyceném fotonu se energie toho elektronu využije na přenos protonu (iontu vodíku) přes membránu - čímž se vytváří ten elektrochemický potenciál. Ve druhém kroku, po zachycení dalšího fotonu a posunutím elektronu na ještě vyšší energetickou hladinu se jeho energie využije na tvorbu látky NADPH z NADP+ (pokud by to někoho zajímalo, můžu to zodkazovat).

Látka NADPH slouží už přímo jako "palivo" pro pohon energeticky nevýhodných anabolických reakcí - a mění se u toho zase zpátky na NADP+.

Elektrochemický gradient který se vytváří tím čerpáním protonů přes membránu se využívá k pohonu molekulového motoru zvaného ATP-syntáza, a provádí konverzi ADP na ATP (AdenosinDiFosfátu na AdenosinTriFosfát). Ten ATP rovněž slouží jako univerzální zdroj energie pro pohon energeticky nevýhodných reakci - kde se zase mění ATP na ADP a uvolněná energie se využije k něčemu jinému.

Takže při té vlastní fotochemické reakci přímo nic nevzniká, jen se "nabíjejí" dva nosiče energie.

Tahle část fotosyntézy se nazývá Light dependent reaction (reakce závislá na světle) - a z hlediska fyziky je to to jediné, co nás vlastně zajímá.


Vlastní skládání molekul oxidu uhličitého do něčeho, co se podobá cukru probíhá vlastně úplně nezávisle, a nazývá se to Light-independent reaction (reakce nezávislá na světle) - kde se ze 3 molekul oxidu uhličitého vytvoří dost složitým způsobem přes mnoho mezikroků látka zvaná glyceraldehyd 3-fosfát. A na pohon této reakce se spotřebuje 9 molekul ATP a 6 molekul NADH, které se přemění do svých "vybitých" podob - tedy ADP a NADP+.

A je vysoce pravděpodobné, že ty vyprodukované molekuly ATP a NADPH se využívají i k pohonu jiných reakcí než jen na ten cyklus fixace uhlíku. V buňkách se používají jako nosič energie skoro ke všemu.

Proč to všechno píši - protože vlnová délka fotonu, kterou tahle fotosyntéza potřebuje je určena jen rozdílem energetických hladin mezi kterými se přenáší ten elektron. Ty samozřejmě nějak souvisí s energií potřebnou na vyrobení ATP z ADP (ale ne přímo, protože to dělá jiný protein a může na to padnout více protonů než jen jeden) a s energií potřebnou na "výrobu" NADPH z NADP+, ale v podstatě to nijak nesouvisí s energií potřebnou na složení molekul CO2 do toho rádoby-cukru.


Existují v přírodě i jiné způsoby, jak využívat energii slunečního záření. Baktérie skupiny Halobacteria využívají protein zvaný Bakterio-rhodopsin který dokáže rovněž čerpat protony přes buněčnou membránu - a vytvářet tak gradient koncentrace, který zase pohání syntézu ATP. Jen se tomu neříká fotosyntéza - protože molekuly ATP jsou přímo využívány pro pohon buněčných reakcí.

V lidském těle máme tento mechanismus taky (rhodopsin), jen se nevyužívá jako zdroj energie ale slouží k detekci světla v tyčinkových buňkách v našich očích.

Offline

 

#25 01. 01. 2019 14:57

MichalAld
Moderátor
Příspěvky: 2034
Reputace:   62 
 

Re: Hmotnostní úbytek

Ještě mě napadá dodat - úpně na začátku té fotosyntézy je enzym štěpící vodu (Odkaz), který dokáže z molekuly vody odtrhnout vodíkové atomy (protony). Potřebuje ovšem energii na odtržení těch elektronů, co to drží pohromadě - a t právě dodávají fotony zachyceného světla. To je ten první krok fotosyntézy.

Takže odtud lze asi nejlépe určit energii fotonů potřebnou k tomu, aby fotosyntéza mohla probíhat - odpovídá to energii potřebné k odstranění těch dvou elektronů z molekuly vody. Poté už se molekula vody zřejmě rozpadne sama - a ten zmíněný enzym se ještě stará o to, aby ze dvou atomárních kyslíků složil jednu molekulu O2, protože atomární kyslík (volný radikál) je dost reaktivní a pro buňku nebezpečný.

No a ten vodík (proton) co se odtrhne z molekuly vody skončí předpokládám navázaný na tom NADPH a nakonec skončí v té molekule "cukru", co se při syntéze vytváří.

Offline

 

Zápatí

Powered by PunBB
© Copyright 2002–2005 Rickard Andersson