Avainero – aineen säilymisen laki vs energia
Aineen säilymisen laki ja energian säilymisen laki ovat kaksi kemian lakia, joita käytetään selittämään eristettyjen, suljettujen termodynaamisten järjestelmien ominaisuuksia. Nämä lait sanovat, että ainetta tai energiaa ei voida luoda tai tuhota, vaan ne voidaan muuntaa eri muotoihin tai järjestyä uudelleen. Keskeinen ero aineen ja energian säilymislain välillä on se, että aineen säilymislaki ilmoittaa kokonaismassan suljetun järjestelmän sisällä, joka ei salli aineen tai energian paeta, pitäisi olla vakio, kun taas energian säilymislain mukaan energia ei voi voidaan luoda tai tuhota, mutta se voidaan muuttaa muodosta toiseen.
Mikä on aineen säilymislaki?
Aineen säilymislaki on periaate, joka kuvaa, että kokonaismassan suljetussa järjestelmässä, joka ei päästä ainetta tai energiaa karkaamaan, tulee olla vakio. Näin ollen järjestelmän sisällä oleva massan määrä säilyy. Järjestelmä, joka ei anna energian tai aineen kulkea rajansa läpi, tunnetaan termodynaamisesti eristettynä järjestelmänä.
Kuva 1: Vertailu eristettyjen, suljettujen ja avoimien termodynaamisten järjestelmien välillä
Tämä laki osoittaa myös, että massaa ei voida luoda eikä tuhota, se voidaan vain järjestää uudelleen tai muuttaa muodosta toiseen. Nämä uudelleenjärjestelyt tai muutokset tapahtuvat kemiallisten reaktioiden kautta. Tästä syystä lähtöaineiden kokonaismassa on yhtä suuri kuin suljetussa termodynaamisessa järjestelmässä tapahtuvan kemiallisen reaktion tuotteiden kokonaismassa. Tässä suljetussa järjestelmässä tapahtuvat kemialliset reaktiot voivat olla
- Ydinreaktiot
- Radioaktiivinen hajoaminen
- Muut kemialliset reaktiot
Mikä on energian säilymislaki?
Energian säilymislaki on fysikaalinen laki, jonka mukaan energiaa ei voida luoda tai tuhota, mutta se voidaan muuttaa muodosta toiseen. Toisin sanoen tämä laki osoittaa, että kokonaisenergia suljetun, eristetyn järjestelmän sisällä pysyy vakiona. Näin ollen energia säilyy järjestelmässä.
Kuva 2: Auringonvalo voidaan muuntaa erilaisiksi energiamuodoiksi, mutta sitä ei voi tuhota
Esimerkiksi järjestelmän potentiaalienergia voidaan muuntaa kineettiseksi energiaksi, mutta sitä ei voi tuhota. Tämä käsite voidaan antaa suljetun termodynaamisen järjestelmän termodynamiikan ensimmäisessä säännössä. Se voidaan antaa seuraavasti.
δQ=dU + δW
Missä δQ on järjestelmään lisätyn energian määrä, δW on järjestelmästä menetetty työ järjestelmän suorittaman termodynaamisen työn vuoksi ja dU on muutos järjestelmän sisäisessä energiassa. Tämä selittää, että energia muuttuu eri muodoiksi, mutta ei synny tai tuhoudu.
Mikä on aineen säilymislain ja energian välinen suhde?
Oletetaan, että massa voidaan muuntaa energiaksi ja päinvastoin. Tämä on todellinen tapa massaenergian säästöön. Tätä ehdottivat ensin Henri Poincaré ja Albert Einstein käsitteenä, joka tunnetaan nimellä "erityinen suhteellisuusteoria". Massan ja energian välinen suhde voidaan esittää seuraavasti:
E=mc2
Missä E on energia, m on massa ja c on valon nopeus. Klassisessa mekaniikassa näitä kahta lakia pidetään kuitenkin erillisenä lakina.
Mitä eroa on aineen säilymislain ja energian välillä?
Aineen säilymislaki vs energia |
|
| Aineen säilymislaki on periaate, joka kuvaa, että kokonaismassan tulee olla vakio suljetussa järjestelmässä, joka ei päästä ainetta tai energiaa karkaamaan. | Energian säilymislaki on fysikaalinen laki, jonka mukaan energiaa ei voida luoda tai tuhota, mutta se voidaan muuttaa muodosta toiseen. |
| Luonnonsuojelu | |
| Kokonaismassa eristetyssä, suljetussa termodynaamisessa järjestelmässä säilyy. | Eristetyn, suljetun termodynaamisen järjestelmän kokonaisenergia säilyy. |
Yhteenveto – Aineen säilymislaki vs energia
Aineen ja energian säilymislakia pidetään kahtena erillisenä lakina klassisessa mekaniikassa. Mutta myöhemmin havaittiin, että näiden kahden lain välillä on vahva suhde. Aineen säilymislaki sanoo, että kokonaismassan tulee olla vakio suljetussa järjestelmässä, joka ei salli aineen tai energian paeta, kun taas energian säilymislaki sanoo, että energiaa ei voida luoda tai tuhota, mutta se voidaan muuttaa yhdestä muodosta. toiselle. Tämä on tärkein ero aineen ja energian säilymislain välillä.
