¿Cuánta energía se necesita para destruir un átomo? ¿Hay alguna ecuación para eso?

Answer 1

Depende de lo que quieras decir con destruir y qué átomo.

Podrías intentar separar el átomo, separando su núcleo y los electrones. Esto es lo que sucede en lugares realmente calientes como el núcleo del sol, donde se pueden encontrar plasmas de electrones y átomos ionizados. Esto puede tomar desde 1400 hasta unos pocos millones de killojoules por mol de átomos.

Podría querer romper los propios núcleos, esto solo ocurre en los lugares más exóticos y violentos del universo, como los núcleos de las estrellas de supernovas y neutrones. Para un átomo como el hierro, esto tomaría alrededor de 48 mil millones de kilojulios por mol, lo que significa que una planta de energía nuclear necesitaría un par de días para destruir un gramo de hierro.

Finalmente, podrías estar hablando de eliminar el átomo y todos sus componentes de la existencia. Puedes lograr esto haciendo el anti-átomo equivalente, tendrías que poner al menos la energía de masa de esos anti-átomos. Esto significa E = mc², por lo que 1 gramo requiere 90 mil millones de julios de energía. Una planta de energía nuclear necesitaría alrededor de un año para producir esa cantidad de energía, suponiendo que no haya pérdidas. Por supuesto, recuperas la energía al doble aniquilando la materia en sí misma, pero imagino que en primer lugar solo alcanzarás el 1 o el 10% de eficiencia.

Answer 2

Podría decir que depende más bien de cómo pretendes destruir el átomo, pero en realidad la pregunta está en su cabeza y hay una ecuación simple para ello:

[math] E = mc ^ 2 [/ math]

Sí, Einstein era un genio. Y sí, esa es la fórmula para esta respuesta. Energía = materia multiplicada por la velocidad de la luz al cuadrado. Destruyes la materia convirtiéndola en energía y si logras eso (no es fácil), usas esta fórmula.

Sin embargo, esto no te dice cuánta energía debes poner. Esta es la cantidad de energía que sale.

Tomemos el átomo más pequeño que tenemos, un solo átomo de hidrógeno. Primero, solo tendrás que conseguir uno, lo que no es fácil, ya que les gusta ir en pares, pero bueno, esta es la menor de tus muchas preocupaciones al hacer esto.

Esto tiene una masa, la m en la ecuación, de aproximadamente [math] 1.67 \ times10 ^ {- 27} kg [/ math].

La c en la ecuación es la velocidad de la luz, que es aproximadamente [math] 3 \ times10 ^ {8} ms ^ {- 1} [/ math], y la cuadramos para obtener [math] c ^ 2 = 9 \ veces [/ math] [math] 10 ^ {16} m ^ 2s ^ {- 2} [/ math].

Entonces, la energía encerrada en un átomo de hidrógeno E es aproximadamente [math] (1.67 \ times9) \ times 10 ^ {16-27} [/ math] que es aproximadamente [math] 1.5 \ times10 ^ {- 10} J [/ mates].

En otras palabras, obtienes alrededor de [math] 150 picojoules [/ math] de energía. Eso es solo la energía suficiente para levantar un grano de arena alrededor de una milésima de pulgada (0.025 mm).

Es (en general, es un poco más complicado en el detalle) esta conversión de pequeñas cantidades de materia en grandes cantidades ([math] 9 \ times10 ^ {16} [/ math] más) de energía que es lo que hace que las bombas atómicas Tan energetico Pequeñas cantidades de la masa del combustible nuclear en realidad se destruyen en una explosión atómica, y se convierten en enormes cantidades de energía.