Kan die behoud van massa verander: hoekom, hoe, wanneer, waar


Hierdie artikel fokus hoofsaaklik op hoekom, hoe, wanneer en waar die bewaring van massa kan verander.

Die behoud van massa is geldig in byna alle gewone reaksies, maar daar is gevalle waar afwyking van massa-omsetting plaasvind. Vir massas betrokke by kernreaksies, byvoorbeeld in kernreaktore, partikelversnellers, termonukleêre samesmeltingsproses in Son, ens., is die behoud van massa nie geldig nie.

Kan die behoud van massa verander: gereelde vrae

Wanneer kan die behoud van massa verander?

Bewaring van massa bly geldig vir reaksies wat algemeen waargeneem word. Maar massa word in sommige reaksies na energie omgeskakel.

Wanneer 'n radioaktiewe kern 'n kernreaksie soos splitsing of samesmelting ondergaan, gaan 'n klein hoeveelheid massa verlore. Die totale massa voor en na die reaksie bly nie dieselfde nie. Die verlore massa word omgeskakel na energie en die uitdrukking vir die bepaling van die vrygestelde energie word gegee deur die Einstein se vergelyking

E = mc2

waar,

m is die verskil in massa in kg,

c is die spoed van lig in vakuum in m/s,

E is die energie wat geproduseer word.

Die verandering in massa kan baie klein wees, maar die energie wat vrygestel word, kan enorm wees.

Bewaring van massa in gewone chemiese reaksies
Beeldkrediete: Wikimedia Commons

Hoe kan die behoud van massa verander?

Bewaring van massa word in sekere kontekste aan variasie onderwerp.

vir kernreaksies, word die behoud van massa ongeldig en in plaas daarvan bly totale energie behoue. Die sterk kernkragte oorkom word tydens 'n kernreaksie en 'n klein massa word omgeskakel na energie. Daarom word die verandering in totale massa voor en na die reaksie bevry in die vorm van enorme energie.

Volgens die wet van behoud van massa,

“Materie kan nie geskep of vernietig word nie; dit kan net herrangskik word.”

Maar Einstein het dit bewys bewaring van massa is nie geldig vir alle reaksies nie. Daar is reaksies waar massa na energie omgeskakel word en dus word die behoud van massa-beginsel na die behoud van massa-energie verander. Alhoewel dit waar is vir gewone chemiese reaksies, aangesien die verandering in massa te gering is om opgemerk te word, bly die massabewaring geldig vir gewone reaksies.

Waarom die behoud van massaverandering?

Oor die algemeen vereis massabewaringsbeginsel dat die totale massa of hoeveelheid materie voor en na 'n chemiese reaksie dieselfde bly. Gebalanseerde chemiese reaksies is 'n resultaat van hierdie massabewaringsbeginsel. In kernreaksies en sommige astrofisiese verskynsels word die behoud van massa egter geskend aangesien sommige massa na energie omgeskakel word.

Massa-energie-ekwivalensie
Beeldkrediete: Flickr

Volgens relatiwiteitsteorieë is massa-energie-omskakeling algemeen in alle reaksies, maar in gewone chemiese reaksies is die massaverskil tussen al die reaktante en al die produkte in die orde van 0.1 dele per miljard of minder. As gevolg hiervan lyk dit of massa in sulke chemiese reaksies bewaar word. Terwyl die massaverskil die orde van 1% in kan bereik kernreaksies en dus is die omskakeling van massa na energie duidelik duidelik.

Waar verander die bewaring van massa?

Wanneer die konsepte van relatiwiteit ook al nader, is die bewaringsbeginsel nie geldig nie.

kern samesmeltingsreaksie, dit wil sê samesmelting van waterstof tot helium wat in die Son plaasvind en ander sterre sowel as tydens sommige astrofisiese verskynsels soos swartgatsamesmeltings, word massabewaringsbeginsel geskend. Die termonukleêre samesmeltingsproses wat in die Son plaasvind, is die mees algemene voorbeeld waar massabewaring ongeldig is. Tydens die proses word sommige dele van massa omgeskakel na energie wat die energie is wat ons van die Son ontvang.

Einstein het 'n formule ontwikkel om die hoeveelheid energie wat uit 'n spesifieke hoeveelheid massa geproduseer word, te kwantifiseer. Die formule is E=mc2, waar m die massa is en c die spoed van lig. Aangesien die formule c2, 'n klein hoeveelheid massa lei tot 'n aansienlike hoeveelheid energie. Byvoorbeeld, een kilogram massa genereer 900000000000 joule energie. Dit is hoekom daar in kernreaksies geweldige hoeveelheid energie vrygestel word.

In plaas van massabehoud het Einstein dus 'n teorie van behoud van massa-energie voorgehou, waarin totale massa en energie konstant bly. Hierdie beginsel staan ​​ook bekend as massa-energie-ekwivalensie.

Deeksha Dinesh

Hallo, ek is Deeksha Dinesh, besig met nagraadse studie in Fisika met 'n spesialisering in die veld van Astrofisika. Ek hou daarvan om konsepte op 'n eenvoudiger manier vir die lesers te lewer.

Onlangse plasings