Энергия химических реакцийВсе химические реакции сводятся к перераспределению электронов между атомами. В результате этого обмена атомов своими электронами может освобождаться часть энергии, которая связывает их с ядром. Таково происхождение энергии, выделяемой в виде теплоты при горении топлива. Вы зажгли спичку: произошла химическая реакция, при которой электроны атомов углерода спички и атомов кислорода, находящегося в воздухе, произвели взаимный обмен, перегруппировку, в результате чего образовался углекислый газ. При этом выделилась энергия в виде света и тепла.Ядро атома и его энергия. Если сравнить величину энергии, выделяемой при химических реакциях, с той, которая заключается в ядрах атома, то она покажется ничтожной. Прошли тысячелетия после того, как человек создал автомобиль, карданы, и впервые произнес слово атом, то есть неделимый, а его строение, его ядро и заключенная в нем энергия были недоступны человеку. Исследования, проведенные за последние два десятка лет, наконец, позволили проникнуть в строение атомного ядра. Оказалось, что и ядро не представляет собою простого образования. Оно состоит из протонов и нейтронов. Это открытие, связанное с правильным представлением о строении ядра, сделано еще в 1932 г. Д. Д. Иваненко, профессором Московского университета им. Ломоносова. По массе нейтрон почти равен протону, только не обладает электрическим зарядом. Число протонов соответствует порядковому номеру данного химического элемента в периодической системе элементов Менделеева, а число нейтронов составляет разность между атомным весом данного химического элемента и числом протонов в ядре (рис. 7). В ядре атома существуют особые «ядерные силы», которые как бы цементируют, связывают частицы, не позволяя им нарушить структуру ядра. Эти силы колоссальны, но они проявляются только на очень малых расстояниях, не превышающих размеров ядра. Теоретические исследования этих сил проведены лауреатом Сталинской премии И. Е. Таммом и рядом других советских ученых. В ядре заложена огромная потенциальная, скрытая энергия, которая может проявиться при расщеплении ядра атома. Сравним величину химической энергии с ядерной: при горении угля каждый атом углерода, соединяясь с двумя атомами кислорода, выделяет четыре единицы энергии (в физике это называется 4 электроно-вольта). При ядерном расщеплении одного атома урана выделяется 150 000 000 таких единиц энергии (электроно-вольт). Таким образом, внутриядерная энергия в десятки миллионов раз больше того, что мы до сих пор получали в технике. Не удивительно, что изучение этих вопросов проходит красной нитью через всю современную физику. |
||
