Mišių išsaugojimo įstatymas: apibrėžimas, formulė, istorija (su pavyzdžiais)

Vienas iš svarbiausių fizikos principų yra tas, kad daugelis svarbiausių jos savybių nesvyruodami laikosi svarbaus principo: lengvai apibrėžtomis sąlygomis jie yrakonservuotas, tai reiškia, kad bendras šių kiekių kiekis pasirinktoje sistemoje niekada nesikeičia.

Keturiems fizikoje įprastiems dydžiams būdingi jiems taikomi išsaugojimo dėsniai. Šitie yraenergijos​, ​pagreitį​, ​kampinis pagreitisirmasės. Pirmieji trys iš jų yra dydžiai, dažnai būdingi mechanikos problemoms, tačiau masė yra universali, o atradimas - arba tarytum demonstracija - ta masė yra išsaugota, nors tai patvirtina kai kuriuos seniai įtarimus mokslo pasaulyje, buvo gyvybiškai svarbu įrodyti.

Themasės išsaugojimo dėsnisteigia, kad auždara sistema(įskaitant visą visatą) masė negali būti nei sukurta, nei sunaikinta dėl cheminių ar fizinių pokyčių. Kitaip tariant,bendra masė visada išsaugoma. Įžūlus maksimas "Kas išeina, tas turi išeiti!" atrodo tiesioginis mokslinis tikroviškumas, nes niekada nebuvo įrodyta, kad viskas tiesiog išnyktų be fizinių pėdsakų.

Visų visose odos ląstelėse esančių molekulių komponentai su deguonies, vandenilio, azoto, sieros ir anglies atomais vis dar egzistuoja. Kaip rodo paslaptinga mokslinė fantastika„X failai“skelbia apie tiesą, visa masė, kokia buvo “, yra tenkažkur​."

Vietoj to jį būtų galima pavadinti „materijos išsaugojimo dėsniu“, nes, nesant gravitacijos, pasaulyje nėra nieko ypatingo ypač „masyviuose“ objektuose; daugiau apie šį svarbų skirtumą, nes jo svarbą sunku pervertinti.

Masės išsaugojimo dėsnį atrado prancūzų mokslininkas Antoine'as Lavoisier 1789 m. kiti anksčiau buvo sugalvoję šią idėją, tačiau Lavoisier pirmasis tai įrodė.

Tuo metu didžioji dalis chemijoje vyraujančio įsitikinimo apie atomų teoriją vis dar kilo iš senovės graikų, o naujesnių idėjų dėka buvo manoma, kad kažkas yra ugnies viduje “(flogistonas") iš tikrųjų buvo medžiaga. Tai, pasak mokslininkų, paaiškino, kodėl pelenų krūva yra lengvesnė už viską, kas buvo sudeginta pelenams gaminti.

Lavoisier šildėgyvsidabrio oksidasir pažymėjo, kad cheminės medžiagos masės sumažėjimas buvo lygus deguonies dujų, išsiskyrusių cheminėje reakcijoje, svoriui.

Kol chemikai negalėjo atsiskaityti apie sunkiai sekamų dalykų, tokių kaip vandens garai ir pėdsakai, masę, jie negalėjo tinkamai išbandyti jokių dalykų išsaugojimo principų, net jei įtarė, kad tokie įstatymai iš tikrųjų yra operacija.

Bet kokiu atveju tai paskatino Lavoisier teigti, kad cheminėse reakcijose medžiaga turi būti išsaugota, o tai reiškia, kad bendras medžiagos kiekis abiejose cheminės lygties pusėse yra vienodas. Tai reiškia, kad visas reagentų atomų skaičius (bet nebūtinai bendras molekulių skaičius) turi būti lygus produktų kiekiui, neatsižvelgiant į cheminio pokyčio pobūdį.

• "​Produktų masė cheminėmis lygtimis yra lygi reagentų masei"yra stechiometrijos arba apskaitos proceso, kurio metu cheminės reakcijos ir lygtys yra matematiškai subalansuotos tiek pagal kiekvienos pusės atomų masę, tiek pagal jų skaičių, pagrindas.

Žmonėms gali kilti sunkumų dėl masės išsaugojimo dėsnio, kad dėl jūsų pojūčių ribų kai kurie įstatymo aspektai tampa ne tokie intuityvūs.

Pavyzdžiui, suvalgę svarą maisto ir išgėrę kilogramą skysčio, galite pasverti tą patį maždaug po šešių valandų, net jei neisite į tualetą. Iš dalies taip yra todėl, kad maiste esantys anglies junginiai virsta anglies dioksidu (CO₂) ir palaipsniui iškvepiama (dažniausiai nematomais) garais jūsų kvėpavime.

Svarbiausia, kaip chemijos sąvoka, masės išsaugojimo dėsnis yra neatsiejamas fizikos mokslo, įskaitant fiziką, supratimas. Pavyzdžiui, susidūrus su susidūrimo problema, galime manyti, kad bendra sistemos masė nepasikeitė tai buvo prieš susidūrimą su kažkuo kitu po susidūrimo, nes masė - kaip impulsas ir energija - yra konservuotas.

Theenergijos išsaugojimo dėsnisteigia, kad visa izoliuotos sistemos energija niekada nesikeičia, ir tai galima išreikšti įvairiais būdais. Vienas iš jų yra KE (kinetinė energija) + PE (potenciali energija) + vidinė energija (IE) = konstanta. Šis dėsnis kyla iš pirmojo termodinamikos dėsnio ir užtikrina, kad energijos, kaip ir masės, negalima sukurti ar sunaikinti.

• Vadinama KE ir PE sumamechaninė energija,ir yra pastovi sistemose, kuriose veikia tik konservatyvios jėgos (tai yra, kai energija nėra „švaistoma“ trinties ar šilumos nuostolių pavidalu).

​Pagreitis(mv) irkampinis pagreitis​ (​L= mvr) yra saugomi ir fizikoje, o atitinkami dėsniai stipriai lemia didelę dalelių elgseną klasikinėje analitinėje mechanikoje.

Kaitinant kalcio karbonatą arba CaCO₃, gamina kalcio junginį ir išskiria paslaptingas dujas. Tarkime, kad turite 1 kg (1 000 g) CaCO₃ir pastebite, kad jį kaitinant lieka 560 gramų kalcio junginio.

Kokia yra tikėtina likusios kalcio cheminės medžiagos sudėtis ir koks yra junginys, kuris išsiskyrė kaip dujos?

Pirma, kadangi tai iš esmės yra chemijos problema, turėsite kreiptis į periodinę elementų lentelę (pavyzdį žr. Ištekliai).

Jums sakoma, kad turite tą pradinį 1000 g CaCO₃. Iš lentelėje esančių atomų molekulinių masių matote, kad Ca = 40 g / mol, C = 12 g / mol ir O = 16 g / mol, todėl viso kalcio karbonato molekulinė masė yra 100 g / mol (atminkite, kad yra trys deguonies atomai CaCO₃). Tačiau turite 1000 g CaCO₃, kuris yra 10 molių medžiagos.

Šiame pavyzdyje kalcio produktas turi 10 molių Ca atomų; nes kiekvienas Ca atomas yra 40 g / mol, iš viso turite 400 g Ca, kurį galite drąsiai manyti, kad liko po CaCO₃ buvo šildomas. Šiame pavyzdyje likę 160 g (560 - 400) po kaitinimo junginio sudaro 10 molių deguonies atomų. Tai turi palikti 440 g masės kaip išsiskyrusias dujas.

Subalansuota lygtis turi būti formos

ir "?" dujose tam tikru deriniu turi būti anglies ir deguonies; jame turi būti 20 molių deguonies atomų - jūs jau turite 10 molių deguonies atomų kairėje nuo + ženklo - ir todėl 10 molių anglies atomų. „?“ yra CO_2. (Šiandieniniame mokslo pasaulyje jūs girdėjote apie anglies dvideginį, todėl ši problema tapo nereikšminga. Bet pagalvok iki to laiko, kai net mokslininkai net nežinojo, kas yra „ore“.)

Fizikos studentus garsusis gali supainiotimasės ir energijos lygties išsaugojimas​ ​E = mc​² pradžioje paskelbė Albertas Einšteinas, norėdamas sužinoti, ar jis nepaiso masės (ar energijos) išsaugojimo dėsnio, nes atrodo, kad tai reiškia, jog masė gali būti paversta energija ir atvirkščiai.

Nei vienas, nei kitas įstatymas nėra pažeistas; vietoj to įstatymas patvirtina, kad masė ir energija iš tikrųjų yra skirtingos to paties dalyko formos.

Tai yra tarsi jų matavimas skirtingais vienetais, atsižvelgiant į situaciją.

Dėl aukščiau aprašytų priežasčių jūs galite nesąmoningai sulyginti masę su svoriu - masė yra svoris tik tada, kai gravitacija yra mišinyje, bet kai jūsų patirtis yra gravitacijanedabartis (kai esate Žemėje, o ne gravitacijos kameroje)?

Taigi sunku suvokti materiją kaip tiesiog daiktą, pvz., Energiją savaime, kuri laikosi tam tikrų pagrindinių dėsnių ir principų.

Be to, kaip energija gali pakeisti kinetinių, potencialių, elektrinių, šiluminių ir kitų tipų formas, materija daro tą patį, nors skirtingos materijos formos vadinamosteigia: kietosios medžiagos, dujos, skystis ir plazma.

Jei galite filtruoti, kaip jūsų jutimai suvokia šių dydžių skirtumus, galbūt galėsite suprasti, kad fizikos skirtumų yra nedaug.

Gebėjimas susieti pagrindines sąvokas „kietuosiuose moksluose“ iš pradžių gali pasirodyti varginantis, tačiau galų gale tai visada įdomu ir naudinga.