Em sua Teoria da Relatividade Especial, Albert Einstein disse que massa e energia são equivalentes e podem ser convertidas umas às outras. É onde a expressão E = mc ^ 2 vem, em que E significa energia, m significa massa e c significa velocidade da luz. Esta é a base para a energia nuclear, na qual a massa dentro de um átomo pode ser convertida em energia. Energia também é encontrada fora do núcleo por partículas subatômicas sendo mantidas juntas pela força eletromagnética.
Níveis de Energia Elétrica
A energia pode ser encontrada nos orbitais de elétrons de um átomo, mantida por a força eletromagnética. Os elétrons de carga negativa orbitam um núcleo carregado positivamente e, dependendo da quantidade de energia que possuem, são encontrados em diferentes níveis orbitais. Quando alguns átomos absorvem energia, diz-se que seus elétrons estão "excitados" e saltam para um nível mais alto. Quando os elétrons retornam ao seu estado inicial de energia, eles emitirão energia na forma de radiação eletromagnética, geralmente como luz visível ou calor. Além disso, quando os elétrons são compartilhados com os de outro átomo no processo de ligação covalente, a energia é armazenada dentro das ligações. Quando essas ligações são quebradas, a energia é subseqüentemente liberada, na maioria das vezes na forma de calor.
Energia Nuclear
A maior parte da energia que pode ser encontrada em um átomo é na forma de energia. massa nuclear. O núcleo de um átomo contém prótons e nêutrons, que são mantidos juntos pela força nuclear forte. Se essa força fosse interrompida, o núcleo se romperia e liberaria uma parte de sua massa como energia. Isso é conhecido como fissão. Outro processo, conhecido como fusão, ocorre quando dois núcleos se juntam para formar um núcleo mais estável, liberando energia no processo.
Teoria da Relatividade de Einstein
Então, quanta energia é armazenada em o núcleo de um átomo? A resposta é bastante, comparada a quão pequena a partícula realmente é. A Teoria Especial da Relatividade de Einstein inclui a equação E = mc ^ 2, que significa que a energia na matéria é equivalente à sua massa multiplicada pelo quadrado da velocidade da luz. Especificamente, a massa de um próton é de 1,672 x 10 ^ -27 quilogramas, mas contém 1,505 x 10 ^ -10 joules. Este ainda é um número pequeno, mas quando é expresso em termos do mundo real, torna-se enorme. A pequena quantidade de hidrogênio em um litro de água, por exemplo, é de cerca de 0,111 kg. Isso é equivalente a 1 x 10 ^ 16 joules, ou a energia produzida pela queima de um milhão de galões de gasolina.
Energia Nuclear
Porque a conversão de massa em energia fornece uma quantidade impressionante de energia. energia de massas relativamente pequenas, esta é uma fonte de combustível tentadora. No entanto, conseguir que a reação ocorra em condições seguras e controladas pode ser um desafio. A maior parte da energia nuclear provém da fissão de urânio em partículas menores. Isso não causa poluição, mas produz resíduos radioativos perigosos. Ainda assim, a energia nuclear representa pouco menos de 20% das demandas de energia dos Estados Unidos.
