La ley de conservación de la masa, También conocido como principio de conservación de la materia masa / es que el masa de un sistema cerrado (En el sentido de un sistema completamente aislado) se mantendrá constante en el tiempo. La masa de un sistema aislado no se puede cambiar como resultado de procesos que actúan dentro del sistema. Una declaración similar es que la masa no puede ser creado / destruido, aunque se pueden cambiar en el espacio, y se transforma en diferentes tipos de partículas. Esto implica que para cualquier proceso químico en un sistema cerrado, la masa de los reactivos debe ser igual a la masa de los productos.
A diferencia de la conservación de la masa, el principio de la materia conservación (en el sentido de la conservación de las partículas que están de acuerdo en que se “importa”) puede ser considerado como una ley física aproximada, eso es cierto sólo en el sentido clásico, sin tener en cuenta la relatividad especial y la mecánica cuántica. Otra dificultad con la idea de la conservación de la “materia”, es que la “materia” no es una palabra bien definida científicamente, y cuando las partículas que se consideran “materia” (como los electrones y positrones) son aniquilados para hacer fotones (Que a menudo no considera la materia), entonces la conservación de la materia no se lleva a cabo, incluso en sistemas aislados.
Misa no es general, también se conserva en sistemas “abiertos” (aunque sólo sea abierta al calor y al trabajo), cuando distintas formas de energía se les permite entrar o salir de, el sistema (véase, por ejemplo, energía de unión). Sin embargo, la ley de conservación de la masa de cerrada (Aislada) de los sistemas, según lo visto en el tiempo de cualquier sola sistema inercial, Sigue siendo cierto en la física moderna. La razón de esto es que las ecuaciones relativistas muestran que, incluso “sin masa” partículas tales como fotones todavía agregar la masa y la energía para sistemas cerrados, permitiendo que la masa (aunque no importa) que se conserva en todos los procesos donde la energía no se escape el sistema. En la relatividad, distintos observadores pueden discrepar en cuanto a la particular valor de la masa de un sistema dado, sino que cada observador estará de acuerdo en que este valor no cambia con el tiempo, siempre y cuando el sistema es cerrado.
El concepto histórico de la materia y conservación de la masa es ampliamente utilizado en muchos campos tales como química, mecánica, Y dinámica de fluidos. En la relatividad, la equivalencia masa-energía teorema de conservación de la masa que es equivalente a la conservación de energía, que es el primera ley de la termodinámica.
Evolución histórica y la importancia
Una idea importante en la filosofía griega antigua es que “Nada viene de la nada”, De modo que lo que existe ahora siempre ha existido, ya que ningún elemento nuevo puede llegar a existir donde antes no había. Una declaración explícita de esto, junto con el principio de que nada más puede pasar en la nada, se encuentra en Empédocles (Ca. 490–430 aC): “Porque es imposible para cualquier cosa para llegar a ser de lo que no es, y no puede llevarse a cabo o oído hablar de que lo que se debe ser totalmente destruido”.[1] Otro principio de la conservación fue declarada por Epicuro (341–270 aC), quien, al describir la naturaleza del universo, escribió que “la totalidad de las cosas siempre fue como es ahora, y siempre lo será”.[2] Jain filosofía, Que es un la filosofía no-creacionista y basada en las enseñanzas de Mahavira (Siglo 6 aC),[3] afirma que el universo y sus componentes como la materia no puede ser destruida o creada. La Jain texto Tattvarthasutra (2 º siglo) establece que una sustancia es permanente, pero sus modalidades se caracterizan por la creación y la destrucción.[4] Un principio de la conservación de la materia se dijo por Nasir al-Din al-Tusi (1201–1274) durante el siglo 13. Él escribió que “un cuerpo de materia no puede desaparecer por completo. Sólo cambia su forma, condición, composición, color y otras propiedades y se convierte en un complejo diferente o la materia elemental”.[5]
El principio de conservación de la masa comenzó a esbozarse con claridad por Antoine Lavoisier (1743–1794) la física. Se ha dicho que Mikhail Lomonosov (1711–1765) había expresado ideas similares en 1748 y demostrar que están por los experimentos, pero esto ha sido cuestionado.[6] Los usuarios que se anticipó a la obra de Lavoisier incluyen José Negro (1728–1799), Henry Cavendish (1731–1810), y Jean Rey (1583–1645).[7]
Históricamente, la conservación de la masa y el peso era oscura durante miles de años por el efecto dinámico de la atmósfera de la Tierra en el peso de los gases. Por ejemplo, desde un pedazo de madera pesa menos después de la quema, esto parece sugerir que algunos de su masa desaparece o se transforma o se pierde. Estos efectos no fueron entendidas hasta experimentos cuidadosos en el que las reacciones químicas como la oxidación se realizaron en ampollas de vidrio sellado, por el que se encontró que la reacción química no ha cambiado el peso del envase sellado. La bomba de vacío también ayudó para que el peso efectivo de los gases con escalas.
Una vez entendida, la conservación de la masa era de gran importancia en el cambio de la alquimia con la química moderna. Cuando los químicos se dio cuenta de que las sustancias no desapareció de la medición con las escalas (una vez que los efectos de flotabilidad se mantuvieron constantes, o había sido de otra manera representaban), podrían por primera vez se embarcan en estudios cuantitativos de las transformaciones de las sustancias. Esto a su vez las ideas de los elementos químicos producidos, así como la idea de que todos los procesos químicos y las transformaciones (incluyendo el fuego y el metabolismo) son simples reacciones entre las cantidades invariables o el peso de estos elementos.
Generalización
En la relatividad especial, la conservación de la masa no se aplica si el sistema es abierto y se escapa la energía. Sin embargo, sí seguirá siendo aplicable a sistemas cerrados.
La masa asociada con cantidades químicas de la energía es demasiado pequeño para medir
El cambio en la masa de ciertos tipos de sistemas abiertos en los átomos o partículas masivas no pueden escapar, pero otros tipos de energía (como la luz o de calor) se le permite entrar o salir, pasó desapercibido durante el siglo 19, porque la masa de cambio asociados con la adición o pérdida de las cantidades fraccionarias de calor y la luz asociada con las reacciones químicas, era muy pequeño. (En teoría, la masa no cambia en absoluto para experimentos llevados a cabo en sistemas cerrados).
En la relatividad, la asociación teórica de toda la energía con la masa fue hecha por Albert Einstein en 1905. Sin embargo, Max Planck señaló en primer lugar que el cambio en la masa de los sistemas para que las cantidades químicas de la energía se permitió dentro o fuera de los sistemas, según lo predicho por la teoría de Einstein, era tan pequeño que no podía medirse con los instrumentos disponibles, aunque se pidió una prueba de la relatividad. Einstein a su vez, especuló que las energías asociadas a fenómenos radiactivos eran tan grandes en comparación con la masa de los sistemas de producción de ellos, para que pueda ser medido como la pérdida de masa fraccionada en los sistemas, una vez que la energía había sido eliminado. Este hecho, más tarde resultó ser posible, aunque fue finalmente para ser el primero artificiales transmutación nuclear reacciones en la década de 1930, utilizando ciclotrones, Que resultó ser una exitosa prueba de la teoría de Einstein sobre la pérdida de masa con la energía de pérdidas.
conservación de la masa sigue siendo correcta si la energía no se pierde
La conservación de la masa relativista implica el punto de vista de un observador individual (o el punto de vista de un sistema inercial sola) desde el cambio de referencia inerciales puede resultar en un cambio de la energía total (energía relativista) para los sistemas, y esta cantidad se determina la masa relativista.
El principio de que la masa de un sistema de partículas debe ser igual a la suma de sus masas en reposo, A pesar de cierto en la física clásica, puede ser falsa en la relatividad especial. La razón de que masas en reposo no puede ser simplemente añadido es que esto no tiene en cuenta otras formas de energía, como la energía cinética y potencial, y las partículas sin masa como los fotones, que puede (o no) afectan a la masa de los sistemas de . Para mover partículas masivas en un sistema, el examen de las masas en reposo de las partículas de diferentes cantidades también a la introducción de muchos marcos diferentes de observación inercial (que está prohibida si la energía total del sistema del sistema y el impulso se conserva), y también cuando en el marco del resto de una partícula, este procedimiento hace caso omiso de los momentos de otras partículas, que afectan a la masa del sistema si las otras partículas están en movimiento en este marco.
Para el tipo especial de masa llamada invariante de masas, Cambiando el sistema de referencia inercial de la observación de un sistema cerrado todo no tiene ningún efecto sobre la medida de la masa invariante del sistema, que sigue siendo tanto conserva e invariantes, incluso para distintos observadores que ven en todo el sistema. masa invariante es una combinación del sistema de la energía y el impulso, que es invariante para cualquier observador, porque en cualquier sistema inercial, las energías y los momentos de las distintas partículas siempre se suman a la misma cantidad. La masa es la masa invariante relativista del sistema cuando se ve en el el centro del encuadre impulso. Es la masa mínima que un sistema puede presentar en todos los marcos inerciales posible.
La conservación de la masa relativista y todos los idiomas se aplica incluso a los sistemas de partículas creado por producción de pares, Donde la energía de nuevas partículas pueden provenir de la energía cinética de las partículas de otros, o de un fotón como parte de un sistema. Una vez más, ni relativista ni la masa invariante de los sistemas cerrados cambios cuando las partículas se crean nuevas. Sin embargo, distintos observadores inerciales no estarán de acuerdo en el valor de esta masa conservada, si es la masa relativista. Sin embargo, todos los observadores están de acuerdo en el valor de la masa conserva, si la masa que se mide es la masa invariante.
La equivalencia masa-energía fórmula requiere que los sistemas cerrados, ya que si la energía se le permite escapar de un sistema, tanto masa relativista y invariante de masas También se escapará.
La fórmula implica que los sistemas han consolidado una masa invariante (masa en reposo del sistema) inferior a la suma de sus partes, si la energía de enlace se le ha permitido escapar del sistema después de que el sistema se ha consolidado. Esto puede ocurrir mediante la conversión de la energía potencial del sistema en algún otro tipo de energía activa, como la energía cinética o de fotones, que fácilmente escapar de un sistema ligado. La diferencia de masas del sistema, conocido como defecto de masa, es una medida de la energía de unión en los sistemas consolidados - en otras palabras, la energía necesaria para romper el sistema de separación. Cuanto mayor sea el defecto de masa, mayor será la energía de enlace. La energía de enlace (que sí tiene masa) debe ser puesto en libertad (como la luz o el calor) cuando las partes se combinan para formar el sistema de atado, y esta es la razón por la masa del sistema consolidado se reduce cuando la energía sale del sistema.[8] La masa total de todos los idiomas es en realidad conservado, cuando la masa de la energía de enlace que se ha escapado, se tiene en cuenta.
Conservation of mass. (2011, January 18). In Wikipedia, The Free Encyclopedia. Retrieved 21:32, January 18, 2011, from http://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Conservation_of_mass&oldid=408501129
Ley de la conservación de la materia
Como hecho científico la idea de que la masa se conserva se remonta al químico Lavoisier, el científico francés considerado padre de la Química moderna que midió cuidadosamente la masa de las sustancias antes y después de intervenir en una reacción química, y llegó a la conclusión de que la materia, medida por la masa, no se crea ni destruye, sino que sólo se transforma en el curso de las reacciones. Sus conclusiones se resumen en el siguiente enunciado: En una reacción química, la suma de las masas de los reaccionantes es igual a la suma de las masas de los productos. El mismo principio fue descubierto antes por Mijaíl Lomonosov, de manera que es a veces citado como ley de Lomonosov-Lavoisier, más o menos en los siguientes términos: La masa de un sistema de sustancias es constante, con independencia de los procesos internos que puedan afectarle. Sin embargo, tanto las teorías modernas como el mejoramiento de la precisión de las medidas han permitdo establecer que la ley de Lomonosov-Lavoisier, se cumple sólo aproximadamente.
La equivalencia entre masa y energía descubierta por Einstein obliga a rechazar la afirmación de que la masa convencional se conserva, porque masa y energía son interconvertibles. De esta manera se puede afirmar que la masa relativística equivalente (el total de masa material y energía) se conserva, pero la masa en reposo puede cambiar, como ocurre en aquellos procesos relativísticos en que una parte de la materia se convierte en fotones. La conversión en reacciones nucleares de una parte de la materia en energía radiante, con disminución de la masa en reposo, se observa por ejemplo en la explosión de una bomba atómica, o detrás de la emisión constante de energía que realizan las estrellas. Éstas últimas pierden masa pesante mientras emiten radiación.
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