تفاوت کلیدی - قانون بقای ماده در مقابل انرژی
قانون بقای ماده و قانون بقای انرژی دو قانون در شیمی هستند که برای توضیح خواص سیستم‌های ترمودینامیکی منزوی و بسته استفاده می‌شوند. این قوانین بیان می کنند که ماده یا انرژی را نمی توان ایجاد یا از بین برد، اما می تواند به اشکال مختلف تبدیل شود یا دوباره مرتب شود. تفاوت اصلی بین قانون بقای ماده و انرژی این است که قانون بقای ماده بیان می کند که جرم کل درون یک سیستم بسته که اجازه خروج ماده یا انرژی را نمی دهد باید ثابت باشد در حالی که قانون بقای انرژی بیان می کند که انرژی نمی تواند ایجاد یا از بین می رود، اما ممکن است از شکلی به شکل دیگر تغییر کند.
قانون بقای ماده چیست؟
قانون بقای ماده یک اصل است که توضیح می دهد که جرم کل درون یک سیستم بسته که اجازه خروج ماده یا انرژی را نمی دهد باید ثابت باشد. بنابراین مقدار جرم درون آن سیستم حفظ می شود. سیستمی که اجازه نمی دهد انرژی یا ماده از مرز خود عبور کند، به عنوان یک سیستم ترمودینامیکی ایزوله شناخته می شود.
شکل 1: مقایسه بین سیستم های ترمودینامیکی ایزوله، بسته و باز
این قانون همچنین نشان می دهد که جرم نه ایجاد می شود و نه از بین می رود، فقط می توان آن را دوباره مرتب کرد یا از شکلی به شکل دیگر تغییر داد. این بازآرایی ها یا تغییرات از طریق واکنش های شیمیایی رخ می دهد. بنابراین جرم کل واکنش دهنده ها برابر با جرم کل محصولات در یک واکنش شیمیایی است که در یک سیستم ترمودینامیکی بسته انجام می شود.واکنشهای شیمیایی در این سیستم بسته می‌تواند به صورتباشد.
- واکنش های هسته ای
- واپاشی رادیواکتیو
- سایر واکنشهای شیمیایی
قانون بقای انرژی چیست؟
قانون بقای انرژی یک قانون فیزیکی است که بیان می کند انرژی نمی تواند ایجاد یا از بین برود اما ممکن است از شکلی به شکل دیگر تغییر یابد. به عبارت دیگر، این قانون نشان می دهد که انرژی کل در یک سیستم بسته و ایزوله ثابت می ماند. بنابراین انرژی در یک سیستم حفظ می شود.
شکل 2: نور خورشید را می توان به اشکال مختلف انرژی تبدیل کرد، اما نمی توان آن را از بین برد
برای مثال، انرژی پتانسیل سیستم را می توان به انرژی جنبشی تبدیل کرد، اما نمی توان آن را از بین برد. این مفهوم را می توان در قانون اول ترمودینامیک برای یک سیستم ترمودینامیکی بسته ارائه کرد. می توان آن را به صورت زیر ارائه داد.
δQ=dU + δW
در جایی که δQ مقدار انرژی اضافه شده به سیستم است، δW کار از دست رفته از سیستم به دلیل کار ترمودینامیکی انجام شده توسط سیستم و dU تغییر در انرژی داخلی سیستم است. این توضیح می دهد که انرژی به اشکال مختلف تبدیل می شود، اما ایجاد یا از بین نمی رود.
رابطه بین قانون بقای ماده و انرژی چیست؟
در نظر گرفته می شود که جرم را می توان به انرژی تبدیل کرد و بالعکس. این روش واقعی بقای انرژی انبوه است. این اولین بار توسط هانری پوانکاره و آلبرت انیشتین به عنوان مفهومی به نام «نسبیت خاص» مطرح شد. رابطه بین جرم و انرژی را می توان به صورت زیر نشان داد:
E=mc2
جایی که E انرژی است، m جرم و c سرعت نور است. با این حال، در مکانیک کلاسیک، این دو قانون به عنوان قوانین جداگانه در نظر گرفته می شوند.
تفاوت بین قانون بقای ماده و انرژی چیست؟
قانون بقای ماده در مقابل انرژی |
|
| قانون بقای ماده یک اصل است که توضیح می دهد که جرم کل باید در داخل یک سیستم بسته ثابت باشد که اجازه خروج ماده یا انرژی را نمی دهد. | قانون بقای انرژی یک قانون فیزیکی است که بیان می کند انرژی نمی تواند ایجاد یا از بین برود، اما ممکن است از شکلی به شکل دیگر تغییر کند. |
| حفاظت | |
| جرم کل در یک سیستم ترمودینامیکی ایزوله و بسته حفظ می شود. | کل انرژی در یک سیستم ترمودینامیکی ایزوله و بسته حفظ می شود. |
خلاصه - قانون بقای ماده در مقابل انرژی
قانون بقای ماده و انرژی به عنوان دو قانون مجزا در مکانیک کلاسیک در نظر گرفته می شود.اما بعداً مشخص شد که بین این دو قانون رابطه قوی وجود دارد. قانون بقای ماده بیان می کند که جرم کل باید در داخل یک سیستم بسته ثابت باشد که اجازه خروج ماده یا انرژی را نمی دهد در حالی که قانون بقای انرژی بیان می کند که انرژی نمی تواند ایجاد یا نابود شود، اما ممکن است از یک شکل تغییر کند. به دیگری. این تفاوت اصلی بین قانون بقای ماده و انرژی است.
