En av de viktigaste fysiologiska principerna är att många av dess viktigaste egenskaper oöverträffligt följer en viktig princip: Under lätt specificerade förhållanden bevaras de och innebär att den totala mängden av dessa kvantiteter som finns inom systemet du har valt ändras aldrig. Fyra vanliga mängder inom fysik kännetecknas av att de har bevarandelagar som gäller för dem. Dessa är energi Lagen om bevarande av massa säger att massan i ett slutet system (inklusive hela universum) varken kan skapas eller förstöras av kemiska eller fysiska förändringar. Med andra ord, den totala massan bevaras alltid. Den fräcka maximalen "Vad som går in, måste komma ut!" verkar vara en bokstavlig vetenskaplig truism, eftersom ingenting någonsin har visat sig helt enkelt försvinna utan fysiskt spår. Alla komponenter i alla molekylerna i varje hudcell du någonsin har utgjutit med deras syre väte, kväve, svavel och kolatomer, finns fortfarande. Precis som mysteriet science fiction visar X-Files Det kan kallas istället "lagen om bevarande av materien" eftersom det, frånvarande allvar, inte finns något speciellt i världen med särskilt "massiva" föremål; mer om denna viktiga skillnad följer, eftersom dess relevans är svår att överdriva. Upptäckten av lagen om bevarande av massa gjordes 1789 av den franska forskaren Antoine Lavoisier; andra hade kommit med idén tidigare, men Lavoisier var först att bevisa den. Vid den tiden kom mycket av den rådande troen på kemi om atomteori fortfarande från de antika grekerna, och tack vare nyare idéer , man trodde att något inom elden (" phlogiston Lavoisier upphettade kvicksilveroxid och noterade att mängden kemikaliens vikt minskade var lika med syrgasens vikt släpptes i den kemiska reaktionen. Innan kemisterna kunde redogöra för massorna av saker som var svåra att spåra, till exempel vattenånga och spårgaser, kunde de inte på ett tillräckligt sätt testa några principer för bevarande av frågor även om de misstänkte sådana lagar var verkligen i drift. I vilket fall som helst ledde detta Lavoisier till att säga att material måste bevaras i kemiska reaktioner, vilket innebär att den totala mängden material på varje sida av en kemisk ekvation är densamma. Detta innebär att det totala antalet atomer (men inte nödvändigtvis det totala antalet molekyler) i reaktanterna måste vara lika med mängden i produkterna, oavsett typ av kemisk förändring. En svårighet som människor kan ha med lagen om bevarande av massa är att gränserna för dina sinnen gör vissa aspekter av lagen mindre intuitiva. Till exempel, när du äter ett kilo mat och dricker ett pund vätska, kan du väga samma sex timmar senare även om du inte går på badrummet. Detta beror delvis på att koldioxidföreningar i livsmedel omvandlas till koldioxid (CO 2) och andas ut gradvis i den (vanligtvis osynliga) ångan i andetaget. I dess kärna, som ett kemikoncept, lagen om bevarande av massa är integrerad i att förstå fysisk vetenskap, inklusive fysik. I ett momentproblem om kollision kan vi till exempel anta att den totala massan i systemet inte har förändrats från vad den var innan kollisionen till något annat efter kollisionen eftersom massa - som fart och energi - bevaras. Lagen om bevarande av energi säger att total energi i ett isolerat system aldrig förändras, och det kan uttryckas på ett antal sätt. En av dessa är KE (kinetisk energi) + PE (potentiell energi) + intern energi (IE) \u003d en konstant. Denna lag följer av termodynamikens första lag och säkerställer att energi, liksom massa, inte kan skapas eller förstöras. Momentum (mv) och vinkelmoment (L \u003d mvr) bevaras också i fysiken, och de relevanta lagarna bestämmer starkt mycket av partiklarnas beteende i klassisk analytisk mekanik. Uppvärmning av kalciumkarbonat, eller CaCO < sub> 3, producerar en kalciumförening medan den frigör en mystisk gas. Låt oss säga att du har 1 kg (1 000 g) CaCO 3, och du upptäcker att när detta upphettas kvarstår 560 gram kalciumförening. Vilken är den sannolika sammansättningen av den kvarvarande kalciumkemikalien substans, och vad är den förening som frigjordes som gas? Först, eftersom detta i huvudsak är ett kemiproblem, måste du hänvisa till en periodisk tabell med element (se exempel på resurser). Du får höra att du har de första 1 000 g CaCO 3. Från molekylmassorna hos beståndsatomerna i tabellen ser du att Ca \u003d 40 g /mol, C \u003d 12 g /mol och O \u003d 16 g /mol, vilket gör molekylmassan av kalciumkarbonat som helhet 100 g /mol (kom ihåg att det finns tre syreatomer i CaCO 3). Du har emellertid 1 000 g CaCO <3>, vilket är 10 mol av ämnet. I det här exemplet har kalciumprodukten 10 mol Ca-atomer; eftersom varje Ca-atom är 40 g /mol har du 400 g totalt Ca som du säkert kan anta var kvar efter att CaCO 3 upphettades. För detta exempel representerar de återstående 160 g (560 - 400) eftervärmningsföreningen 10 mol syreatomer. Detta måste lämna 440 g massa som en frigjord gas. Den balanserade ekvationen måste ha formen 10 CaCO 3 → 10 CaO +? och "?" gas måste innehålla kol och syre i någon kombination; det måste ha 20 mol syreatomer - du har redan 10 mol syreatomer till vänster om + -tecknet - och därför 10 mol kolatomer. "?" är CO <2>. (I dagens vetenskapliga värld har du hört talas om koldioxid, vilket gör detta problem till en trivial övning. Men tänk på en tid då till och med forskare inte ens visste vad som fanns i "luften.") Einstein och mässan -Energy Equation Fysikstudenter kan förvirras av den berömda bevarande av massenergi-ekvationen E \u003d mc 2 som Albert Einstein publicerade i början av 1900-talet och undrade om den trotsar lagen om bevarande av massa ( eller energi), eftersom det tycks innebära att massa kan omvandlas till energi och vice versa. Ingen av lagarna bryts mot; istället bekräftar lagen att massa och energi faktiskt är olika former av samma sak. Det är liksom att mäta dem i olika enheter med tanke på situationen. Du kanske inte kan låta bli att medvetet jämföra massa med vikt av de skäl som beskrivs ovan - massan är bara vikt när tyngdkraften är i blandningen, men när din erfarenhet är tyngdkraften inte närvarande (när du är på jorden och inte i en noll-tyngdekammare)? Det är då svårt att föreställa sig materien som bara saker, som energi i sin egen rätt, som följer vissa grundläggande lagar och principer. På samma sätt som energi kan ändra former mellan kinetiska, potentiella, elektriska, termiska och andra typer, gör materien samma sak, även om de olika formerna av materia kallas tillstånd Om du kan filtrera hur dina egna sinnen uppfattar skillnaderna i dessa mängder kanske du kan uppskatta menar att det finns få faktiska skillnader i fysiken. Att kunna binda stora begrepp i "hårda vetenskaper" kan tyckas till en början i början, men det är alltid spännande och givande i slutändan.
, momentum
, vinkelmoment
och massa
. De första tre av dessa är mängder som ofta är specifika för mekanikproblem, men massan är universell, och upptäckten - eller demonstration, som den var - att massan bevaras, samtidigt som man bekräftar några långvariga misstankar i vetenskapsvärlden, var avgörande för att bevisa .
Lagen om bevarande av massa
förklarar om sanningen, all massa som någonsin var "finns där ute någonstans
."
Historia om lagen om bevarande av massor
") faktiskt var ett ämne. Detta, forskade forskarna, förklarade varför en hög med aska är lättare än vad som brändes för att producera asken.
Översikt över bevarande av massa
Vad Annars är "bevarad" inom fysikalisk vetenskap?
och är konstant i system där endast konservativa krafter verkar (det vill säga när ingen energi "slösas bort" i form av friktions- eller värmeförluster).
Lagen om bevarande av massa: Exempel
Mass, energi och vikt i den verkliga världen
: fast, gas, vätska och plasma.
