Nota Tenaga Nukleus SPM Fizik (Tingkatan 5)
Apa itu tenaga nukleus?
Tenaga nukleus ialah tenaga yang dibebaskan daripada nukleus atom apabila berlaku tindak balas nukleus. Tenaga ini datang daripada perubahan jisim nukleus kepada tenaga. Ia jauh lebih besar berbanding tenaga daripada tindak balas kimia biasa.
Idea utama: kehilangan jisim jadi tenaga
Dalam tindak balas nukleus, jumlah jisim hasil selepas tindak balas kurang sedikit daripada jisim asal. Perbezaan jisim ini dipanggil kehilangan jisim atau 'mass defect'. Kehilangan jisim inilah yang ditukar menjadi tenaga nukleus yang dibebaskan.
Formula penting: E = mc^2
Einstein menunjukkan tenaga dan jisim berkaitan melalui E = mc^2, dengan E ialah tenaga dalam joule (J), m ialah kehilangan jisim dalam kilogram (kg), dan c ialah laju cahaya = 3.0 x 10^8 m s-1. Oleh sebab c^2 sangat besar (9.0 x 10^16), kehilangan jisim yang amat kecil pun membebaskan tenaga yang sangat banyak. Dua jenis tindak balas nukleus ialah pembelahan nukleus (fisi, nukleus berat pecah) dan pelakuran nukleus (fusi, nukleus ringan bergabung).
Kesilapan biasa dan tip peperiksaan
Kesilapan biasa ialah lupa menukar unit jisim ke kg sebelum masuk ke dalam formula, jadi pastikan m dalam kg. Ingat: fisi ialah nukleus berat (contoh Uranium-235) yang pecah kepada nukleus lebih kecil, manakala fusi ialah nukleus ringan (contoh hidrogen) yang bergabung. Dalam pengiraan, cari kehilangan jisim dahulu (jisim sebelum tolak jisim selepas), kemudian darab dengan c^2.
Kaitan dan aplikasi
Pembelahan nukleus digunakan dalam reaktor loji kuasa nuklear untuk menjana tenaga elektrik. Pelakuran nukleus pula ialah sumber tenaga Matahari dan bintang, apabila nukleus hidrogen bergabung menjadi helium. Kedua-dua proses membebaskan tenaga nukleus yang sangat besar daripada jisim yang sangat kecil.
Cuma SkorA Juara satukan Active Recall + Spaced Repetition dalam matlamat harian anda — setiap soalan dibawa kembali tepat sebelum anda lupa, supaya kekal untuk hari SPM.
Latih percuma dalam app →Konsep berkaitan
Soalan Lazim
Apa perbezaan antara pembelahan nukleus (fisi) dan pelakuran nukleus (fusi)?
Pembelahan nukleus ialah apabila satu nukleus berat pecah kepada dua nukleus lebih kecil, contohnya Uranium-235. Pelakuran nukleus pula ialah apabila dua nukleus ringan bergabung menjadi satu nukleus lebih besar, contohnya hidrogen bergabung menjadi helium. Kedua-duanya membebaskan tenaga nukleus daripada kehilangan jisim.
Kenapa tenaga nukleus sangat besar walaupun kehilangan jisim sangat kecil?
Sebab dalam formula E = mc^2, laju cahaya c = 3.0 x 10^8 m s-1 didarab dua kali (c^2 = 9.0 x 10^16). Nombor yang sangat besar ini bermakna walaupun kehilangan jisim hanya sedikit gram, tenaga yang dibebaskan sangat banyak.
Apa itu kehilangan jisim (mass defect)?
Kehilangan jisim ialah perbezaan antara jumlah jisim sebelum tindak balas dan jumlah jisim selepas tindak balas nukleus. Jisim selepas sentiasa kurang sedikit, dan jisim yang hilang itu ditukar menjadi tenaga mengikut E = mc^2.