Kütle–enerji eşdeğerliği
E₀=mc² ilişkisi, inertial mass m taşıyan bir sistemin rest energy E₀'ya sahip olduğunu söyler. Reactions sırasında initial ve final total rest mass farkı enerji farkına karşılık gelir. c² çarpanı küçük mass differences'i bile büyük energies ile ilişkilendirir.
Rest energy
1 kg için E₀≈8,99×10¹⁶ J. Bu, sıradan bir cismin bütün mass'ını herhangi bir süreçte kullanılabilir enerjiye çevirebileceği anlamına gelmez.
Relativistic total energy, rest energy yanında kinetic energy contribution da içerir.
Reaction Q-value
Initial total rest mass m_i ve final m_f ise Q≈(m_i−m_f)c².
Q>0 olduğunda difference kinetic energy, photons veya başka enerji biçimleri olarak çıkar. Q<0 ise reaction için energy input gerekir.
Sonuç
Sonuç: J
Atomic mass unit
Nuclear physics'te 1 u·c²≈931,5 MeV. 0,001 u mass defect yaklaşık 0,9315 MeV'dir.
Atomic ve nuclear masses hesapta tutarlı kullanılmalıdır; electron masses'in cancellation'ı kontrol edilmelidir.
Binding energy
Bound nucleus mass, constituent free nucleons masses toplamından küçüktür. Difference tam olarak binding energy/c²'dir.
Binding oluşurken sistemden çıkan energy ilgili mass-energy'yi de sistem dışına taşır.
Fission ve fusion
Binding energy per nucleon curve, light nuclei'nin fusion ve very heavy nuclei'nin fission ile neden energy release edebildiğini açıklar.
Products daha düşük total rest mass state'e giderken total energy ve momentum conserved kalır.
Relativistic conservation
Temel yasa total energy–momentum conservation'dır. Nuclear processes'te 'mass conservation'ı enerji korunmasından ayrı klasik yasa gibi uygulamak doğru değildir.
Bir cismi ısıtmak bile internal energy'yi ve dolayısıyla mass'ı ΔE/c² kadar artırır; günlük ölçekte bu son derece küçüktür.
System boundary
Δm ancak initial ve final system açıkça tanımlandığında anlamlıdır. System dışına çıkan photon veya kinetic energy kendi mass-energy eşdeğerini de taşır.
Chemical reactions'ta mass change gerçektir fakat çok küçüktür; nuclear Q-values ise bu etkiyi doğrudan ölçülebilir hale getirir.
Çözümlü örnek
1,0 g
E₀?
Çözüm
≈8,99×10¹³ J.
Δm=0,0020 u
Q?
Çözüm
≈1,86 MeV.
ΔE=1,0 MJ
Δm?
Çözüm
≈1,11×10⁻¹¹ kg.