Kluczowa różnica – prawo zachowania materii a energia
Prawo zachowania materii i prawo zachowania energii to dwa prawa w chemii, które służą do wyjaśniania właściwości izolowanych, zamkniętych układów termodynamicznych. Prawa te stwierdzają, że materii lub energii nie można tworzyć ani niszczyć, ale można je przekształcić w inne formy lub zmienić ich układ. Kluczową różnicą między prawem zachowania materii i energii jest to, że prawo zachowania materii mówi, że całkowita masa wewnątrz układu zamkniętego, który nie pozwala materii lub energii na ucieczkę, powinna być stała, podczas gdy prawo zachowania energii stanów energii nie może być tworzone lub niszczone, ale mogą być zmieniane z jednej formy na drugą.
Czym jest prawo zachowania materii?
Prawo zachowania materii to zasada, która opisuje, że całkowita masa wewnątrz układu zamkniętego, który nie pozwala na ucieczkę materii lub energii, powinna być stała. Stąd ilość masy wewnątrz tego systemu jest zachowana. System, który nie pozwala na przejście energii lub materii przez swoje granice, jest znany jako system izolowany termodynamicznie.
Rysunek 1: Porównanie izolowanych, zamkniętych i otwartych systemów termodynamicznych
To prawo wskazuje również, że masy nie można ani stworzyć, ani zniszczyć, można ją jedynie przestawić lub zmienić z jednej formy w drugą. Te przegrupowania lub zmiany zachodzą w wyniku reakcji chemicznych. Stąd całkowita masa reagentów jest równa całkowitej masie produktów w reakcji chemicznej zachodzącej w zamkniętym układzie termodynamicznym. Reakcje chemiczne zachodzące w tym zamkniętym układzie mogą być,
- Reakcje jądrowe
- Rozpad radioaktywny
- Inne reakcje chemiczne
Czym jest prawo zachowania energii?
Prawo zachowania energii jest prawem fizycznym, które mówi, że energia nie może zostać stworzona ani zniszczona, ale może być zmieniana z jednej formy w drugą. Innymi słowy, prawo to wskazuje, że całkowita energia wewnątrz zamkniętego, izolowanego systemu pozostaje stała. Dzięki temu energia jest oszczędzana w systemie.
Rysunek 2: Światło słoneczne można przekształcić w różne formy energii, ale nie można go zniszczyć
Na przykład energia potencjalna systemu może zostać przekształcona w energię kinetyczną, ale nie może zostać zniszczona. Pojęcie to można podać w pierwszej zasadzie termodynamiki dla zamkniętego układu termodynamicznego. Można go podać jak poniżej.
δQ=dU + δW
Gdzie δQ to ilość energii dodanej do systemu, δW to praca utracona z systemu w wyniku pracy termodynamicznej wykonywanej przez system, a dU to zmiana energii wewnętrznej systemu. To wyjaśnia, że energia jest przekształcana w różne formy, ale nie jest tworzona ani niszczona.
Jaki jest związek między prawem zachowania materii i energii?
Uważa się, że masę można przekształcić w energię i odwrotnie. To jest właściwy sposób zachowania energii masowej. Zostało to po raz pierwszy zaproponowane przez Henri Poincaré i Alberta Einsteina jako koncepcja znana jako „szczególna teoria względności”. Zależność między masą a energią można podać poniżej:
E=mc2
Gdzie E to energia, m to masa, a c to prędkość światła. Jednak w mechanice klasycznej te dwa prawa są traktowane jako odrębne prawa.
Jaka jest różnica między prawem zachowania materii i energii?
Prawo ochrony materii a energia |
|
| Prawo zachowania materii to zasada, która opisuje, że całkowita masa powinna być stałą wewnątrz zamkniętego systemu, który nie pozwala na ucieczkę materii lub energii. | Prawo zachowania energii jest prawem fizycznym, które mówi, że energia nie może być stworzona ani zniszczona, ale może być zmieniana z jednej formy w drugą. |
| Ochrona | |
| Całkowita masa w izolowanym, zamkniętym systemie termodynamicznym jest zachowana. | Całkowita energia w izolowanym, zamkniętym systemie termodynamicznym jest zachowana. |
Podsumowanie – Prawo zachowania materii a energia
Prawo zachowania materii i energii uważa się za dwa odrębne prawa w mechanice klasycznej. Ale później odkryto, że istnieje silny związek między tymi dwoma prawami. Prawo zachowania materii mówi, że całkowita masa powinna być stałą wewnątrz zamkniętego układu, który nie pozwala na ucieczkę materii lub energii, podczas gdy prawo zachowania energii mówi, że energii nie można stworzyć ani zniszczyć, ale można ją zmienić z jednej postaci do innej. To kluczowa różnica między prawem zachowania materii i energii.
