Βασική διαφορά – Νόμος διατήρησης της ύλης έναντι της ενέργειας
Ο νόμος της διατήρησης της ύλης και ο νόμος της διατήρησης της ενέργειας είναι δύο νόμοι στη χημεία που χρησιμοποιούνται για να εξηγήσουν τις ιδιότητες απομονωμένων, κλειστών θερμοδυναμικών συστημάτων. Αυτοί οι νόμοι δηλώνουν ότι η ύλη ή η ενέργεια δεν μπορούν να δημιουργηθούν ή να καταστραφούν, αλλά μπορούν να μετατραπούν σε διαφορετικές μορφές ή να αναδιαταχθούν. Η βασική διαφορά μεταξύ του νόμου διατήρησης της ύλης και της ενέργειας είναι ότι ο νόμος της διατήρησης της ύλης δηλώνει ότι η συνολική μάζα μέσα σε ένα κλειστό σύστημα που δεν επιτρέπει στην ύλη ή την ενέργεια να διαφύγει θα πρέπει να είναι σταθερή ενώ ο νόμος διατήρησης της ενέργειας αναφέρει ότι η ενέργεια δεν μπορεί να δημιουργηθεί ή να καταστραφεί, αλλά μπορεί να αλλάξει από τη μια μορφή στην άλλη.
Τι είναι ο νόμος της διατήρησης της ύλης;
Ο νόμος της διατήρησης της ύλης είναι μια αρχή που περιγράφει ότι η συνολική μάζα μέσα σε ένα κλειστό σύστημα, που δεν επιτρέπει στην ύλη ή την ενέργεια να διαφύγει, πρέπει να είναι μια σταθερά. Ως εκ τούτου, η ποσότητα μάζας μέσα σε αυτό το σύστημα διατηρείται. Ένα σύστημα που δεν επιτρέπει την ενέργεια ή την ύλη να περάσει από τα όριά του είναι γνωστό ως θερμοδυναμικά απομονωμένο σύστημα.
Εικόνα 1: Σύγκριση μεταξύ απομονωμένων, κλειστών και ανοιχτών θερμοδυναμικών συστημάτων
Αυτός ο νόμος υποδεικνύει επίσης ότι η μάζα δεν μπορεί ούτε να δημιουργηθεί ούτε να καταστραφεί, μπορεί μόνο να αναδιαταχθεί ή να αλλάξει από τη μια μορφή στην άλλη. Αυτές οι ανακατατάξεις ή αλλαγές συμβαίνουν μέσω χημικών αντιδράσεων. Ως εκ τούτου, η συνολική μάζα των αντιδρώντων είναι ίση με τη συνολική μάζα των προϊόντων σε μια χημική αντίδραση που λαμβάνει χώρα σε ένα κλειστό θερμοδυναμικό σύστημα. Οι χημικές αντιδράσεις που λαμβάνουν χώρα σε αυτό το κλειστό σύστημα μπορεί να είναι,
- Πυρηνικές αντιδράσεις
- Ραδιενεργός διάσπαση
- Άλλες χημικές αντιδράσεις
Τι είναι ο νόμος της διατήρησης της ενέργειας;
Ο νόμος της διατήρησης της ενέργειας είναι ένας φυσικός νόμος που δηλώνει ότι η ενέργεια δεν μπορεί να δημιουργηθεί ή να καταστραφεί, αλλά μπορεί να αλλάξει από τη μια μορφή στην άλλη. Με άλλα λόγια, αυτός ο νόμος δείχνει ότι η συνολική ενέργεια μέσα σε ένα κλειστό, απομονωμένο σύστημα παραμένει σταθερή. Ως εκ τούτου, η ενέργεια διατηρείται σε ένα σύστημα.
Εικόνα 2: Το ηλιακό φως μπορεί να μετατραπεί σε διαφορετικές μορφές ενέργειας, αλλά δεν μπορεί να καταστραφεί
Για παράδειγμα, η δυναμική ενέργεια του συστήματος μπορεί να μετατραπεί σε κινητική ενέργεια, αλλά δεν μπορεί να καταστραφεί. Αυτή η έννοια μπορεί να δοθεί στον πρώτο θερμοδυναμικό νόμο για ένα κλειστό θερμοδυναμικό σύστημα. Μπορεί να δοθεί όπως παρακάτω.
δQ=dU + δW
Όπου δQ είναι η ποσότητα ενέργειας που προστίθεται στο σύστημα, δW είναι το έργο που χάνεται από το σύστημα λόγω θερμοδυναμικής εργασίας που εκτελείται από το σύστημα και dU είναι η αλλαγή στην εσωτερική ενέργεια του συστήματος. Αυτό εξηγεί ότι η ενέργεια μετατρέπεται σε διαφορετικές μορφές, αλλά δεν δημιουργείται ή καταστρέφεται.
Ποια είναι η σχέση μεταξύ του νόμου της διατήρησης της ύλης και της ενέργειας;
Θεωρείται ότι η μάζα μπορεί να μετατραπεί σε ενέργεια και το αντίστροφο. Αυτός είναι ο πραγματικός τρόπος με τον οποίο συμβαίνει η διατήρηση της μάζας-ενέργειας. Αυτό προτάθηκε για πρώτη φορά από τον Henri Poincaré και τον Albert Einstein, ως έννοια γνωστή ως «ειδική σχετικότητα». Η σχέση μεταξύ μάζας και ενέργειας μπορεί να δοθεί ως εξής:
E=mc2
Όπου E είναι η ενέργεια, m είναι η μάζα και c είναι η ταχύτητα του φωτός. Ωστόσο, στην κλασική μηχανική, οι δύο νόμοι θεωρούνται ξεχωριστοί νόμοι.
Ποια είναι η διαφορά μεταξύ του νόμου της διατήρησης της ύλης και της ενέργειας;
Νόμος Διατήρησης της Ύλης εναντίον Ενέργειας |
|
| Ο νόμος της διατήρησης της ύλης είναι μια αρχή που περιγράφει ότι η συνολική μάζα πρέπει να είναι μια σταθερά μέσα σε ένα κλειστό σύστημα που δεν επιτρέπει στην ύλη ή την ενέργεια να διαφύγει. | Ο νόμος της διατήρησης της ενέργειας είναι ένας φυσικός νόμος που δηλώνει ότι η ενέργεια δεν μπορεί να δημιουργηθεί ή να καταστραφεί, αλλά μπορεί να αλλάξει από τη μια μορφή στην άλλη. |
| Διατήρηση | |
| Η συνολική μάζα σε ένα απομονωμένο, κλειστό θερμοδυναμικό σύστημα διατηρείται. | Η συνολική ενέργεια σε ένα απομονωμένο, κλειστό θερμοδυναμικό σύστημα διατηρείται. |
Σύνοψη – Νόμος διατήρησης της ύλης έναντι ενέργειας
Ο νόμος της διατήρησης της ύλης και της ενέργειας θεωρούνται ως δύο ξεχωριστοί νόμοι στην κλασική μηχανική. Αλλά αργότερα ανακαλύφθηκε ότι υπάρχει μια ισχυρή σχέση μεταξύ των δύο νόμων. Ο νόμος διατήρησης της ύλης δηλώνει ότι η συνολική μάζα πρέπει να είναι μια σταθερά μέσα σε ένα κλειστό σύστημα που δεν επιτρέπει τη διαφυγή της ύλης ή της ενέργειας, ενώ ο νόμος διατήρησης της ενέργειας δηλώνει ότι η ενέργεια δεν μπορεί να δημιουργηθεί ή να καταστραφεί, αλλά μπορεί να αλλάξει από μία μορφή σε άλλο. Αυτή είναι η βασική διαφορά μεταξύ του νόμου της διατήρησης της ύλης και της ενέργειας.
