Electron volt - școală de chimie
Electroni volți
| standard | Aprobat pentru utilizare cu SI, Directiva 80/181/CEE |
| Numele unității | Electroni volți |
| Simbolul unității | $ \ mathrm $ |
| Dimensiuni descrise | Energie, masă, temperatură termodinamică |
| Simbol (uri) de dimensiune | $ E, \, Q, \, m, \, T $ |
| Numele dimensiunii | energie |
| Simbolul dimensiunii | $ E $ |
| În unități SI | 1,602 176 565 (35) 10 −19 kg m 2 s −2 [1] |
| Numit după | Elektron, Alessandro Volta |
| Derivat de la | unitate de bază naturală |
Electroni volți, de asemenea Electron volt, este o unitate de energie care este adesea utilizată în fizica atomică, nucleară și a particulelor. Simbolul unității dvs. este eV.
Un electron volt este cantitatea de energie prin care energia cinetică a unui electron crește atunci când trece printr-o tensiune de accelerare de 1 volt. Valoarea sa conform recomandării CODATA este: [1]
(adică cu o abatere standard de 3,5 · 10 −27 J).
desemnare
Unitatea este numită în limba germană de specialitate și predă literatura predominant sub forma „electron volt”, adică cu silaba „en” între „electron” și „volt”. Pe de altă parte, ea vede Punerea în aplicare a ordonanței legii privind unitățile în metrologie și determinarea timpului din 13 decembrie 1985 forma „electron volt”. [2]
Standardul DIN 1301-1 „Unități - nume de unități, simboluri de unități” din octombrie 2010 recomandă forma „electron volt” [3]. În standardul DIN 66030 „Tehnologia informației - reprezentarea denumirilor de unități în sisteme cu un număr limitat de caractere” din mai 2002, însă, formularul Se folosește „electron volt”. [4]
În timp ce electronul volt este o unitate de energie, voltul este o unitate pentru tensiunea electrică.
utilizare
Voltul electronului este utilizat ca unitate „la îndemână” în fizica atomică și în câmpuri conexe, cum ar fi fizica experimentală a particulelor elementare, vezi și unități naturale: Atât masa particulelor elementare, cât și energia la care sunt aduse în acceleratorii de particule sunt specificate în volți de electroni. Conversia în masă se face cu ajutorul ecuației binecunoscute din teoria specială a relativității
$ \ displaystyle E = m c ^ 2 $,
unde $ E $ înseamnă energie, $ m $ pentru masă și $ c $ pentru viteza luminii. Conform acestui fapt, 1 eV/c² corespunde la aproximativ 1,783 · 10 −36 kg.
La îndemână, deoarece energia unei particule care este accelerată într-un câmp electric poate fi calculată cu $ E = U \ cdot Q $ și este independentă de alte influențe. Direcția de mișcare, lungimea căii sau cursul exact al intensității câmpului nu contează. Multe particule purtau sarcina elementară. În loc să utilizați sarcina elementară și să specificați energia în juli, puteți specifica energia cinetică rezultată din accelerația electrostatică direct în unitatea eV.
Multiplii zecimali comuni ai electronului volt sunt:
- euV (Millielectron volți). Exemplu: o particulă liberă are o energie termică de aproape 40 meV la temperatura camerei
- keV (Kiloelectron volt). Exemplu: un foton cu raze X are aproximativ 1-250 keV
- MeV (Megaelectron volt). Exemplu: energia de repaus a unui electron este de aproximativ 0,511 MeV
- GeV (Gigaelectron volt). Exemplu: energia de repaus a unui proton este de aproximativ 0,94 GeV
- TeV (Teraelectron volt). Exemplu: Protonii din LHC au o energie cinetică maximă de 4 TeV [5]
Energia cinetică a nucleelor atomice mai grele în mișcare rapidă (Ioni grei) este adesea dat pe nucleon la. Unitatea este apoi scrisă AGeV, unde A reprezintă numărul masei. Se aplică următoarele: Fiecare nucleu cu 1 AGeV are aceeași viteză. În mod similar, există ATeV și AMeV, în funcție de scara energetică.
Ca o comparație: Produsele de fisiune ale unei fisiuni nucleare de uraniu au o energie cinetică de aproximativ 167 MeV. O moleculă tipică din atmosferă are o energie cinetică (energie termică) de aproximativ 0,03 eV. Fotonii luminii vizibile (roșii) au o energie de aproximativ 2 eV. LHC la CERN intenționează să colizioneze protoni cu o energie de 14 TeV și să conducă nuclee cu 1146 TeV. Energia unui singur miez cu aproximativ 2 µJ sau 180 µJ este încă foarte scăzută (valoarea nutrițională a unei bare de ciocolată cu 2200 kJ corespunde la 1,1 trilioane sau 12 miliarde de ori). Cu toate acestea, dacă luați în considerare numărul mare de particule (1,15 × 10 11 protoni pe impuls, există până la 2808 impulsuri în inelul LHC [6]), un singur impuls de 258 kJ se apropie de bara de ciocolată. Energia totală a protonilor din inel o depășește de departe, la 724 MJ.
Electroni volți pe mol
În chimie, energia pe particulă nu este adesea dată, ci pe mol (cu unitatea J/mol), care se obține prin înmulțirea energiei particulelor individuale cu constanta Avogadro $ N_ \ mathrm $, de exemplu: