Ključna razlika – zakon o ohranitvi snovi proti energiji
Zakon o ohranitvi snovi in zakon o ohranitvi energije sta dva zakona v kemiji, ki se uporabljata za razlago lastnosti izoliranih, zaprtih termodinamičnih sistemov. Ti zakoni pravijo, da materije ali energije ni mogoče ustvariti ali uničiti, lahko pa ju je pretvoriti v drugačne oblike ali preurediti. Ključna razlika med zakonom o ohranitvi snovi in energijo je v tem, da zakon o ohranitvi snovi navaja, da mora biti skupna masa znotraj zaprtega sistema, ki materiji ali energiji ne uhaja, konstantna, medtem ko zakon o ohranitvi energije navaja, da energija ne more ustvariti ali uničiti, vendar se lahko spremeni iz ene oblike v drugo.
Kaj je zakon o ohranitvi snovi?
Zakon ohranitve snovi je načelo, ki opisuje, da mora biti skupna masa znotraj zaprtega sistema, ki ne dopušča uhajanja snovi ali energije, konstantna. Zato se količina mase znotraj tega sistema ohrani. Sistem, ki ne dovoli, da bi energija ali snov prešla skozi svojo mejo, je znan kot termodinamično izoliran sistem.
Slika 1: Primerjava med izoliranimi, zaprtimi in odprtimi termodinamičnimi sistemi
Ta zakon tudi nakazuje, da mase ni mogoče niti ustvariti niti uničiti, temveč jo je mogoče le preurediti ali spremeniti iz ene oblike v drugo. Te preureditve ali spremembe se zgodijo s kemičnimi reakcijami. Zato je skupna masa reaktantov enaka skupni masi produktov v kemijski reakciji, ki poteka v zaprtem termodinamičnem sistemu. Kemijske reakcije, ki potekajo v tem zaprtem sistemu, so lahko
- Jedrske reakcije
- Radioaktivni razpad
- Druge kemijske reakcije
Kaj je zakon o ohranitvi energije?
Zakon ohranitve energije je fizikalni zakon, ki pravi, da energije ni mogoče ustvariti ali uničiti, lahko pa se spreminja iz ene oblike v drugo. Z drugimi besedami, ta zakon kaže, da skupna energija znotraj zaprtega, izoliranega sistema ostaja konstantna. Zato se energija v sistemu ohranja.
Slika 2: Sončno svetlobo je mogoče pretvoriti v različne oblike energije, vendar je ni mogoče uničiti
Na primer, potencialno energijo sistema je mogoče pretvoriti v kinetično energijo, vendar je ni mogoče uničiti. Ta koncept je lahko podan v prvem zakonu termodinamike za zaprt termodinamični sistem. Podate ga lahko kot spodaj.
δQ=dU + δW
Kjer je δQ količina energije, dodane sistemu, δW delo, ki ga sistem izgubi zaradi termodinamičnega dela, ki ga opravi sistem, dU pa je sprememba notranje energije sistema. To pojasnjuje, da se energija pretvori v različne oblike, vendar se ne ustvari ali uniči.
Kakšno je razmerje med zakonom o ohranitvi snovi in energijo?
Velja se, da se masa lahko pretvori v energijo in obratno. To je dejanski način ohranjanja mase in energije. To sta prvič predlagala Henri Poincaré in Albert Einstein kot koncept, znan kot "posebna relativnost". Razmerje med maso in energijo je mogoče podati kot spodaj:
E=mc2
Kjer je E energija, m masa in c svetlobna hitrost. Vendar pa se v klasični mehaniki oba zakona obravnavata kot ločena zakona.
Kakšna je razlika med zakonom o ohranitvi snovi in energijo?
Zakon ohranitve snovi v primerjavi z energijo |
|
| Zakon ohranitve snovi je načelo, ki opisuje, da mora biti skupna masa konstantna znotraj zaprtega sistema, ki ne dovoljuje uhajanja snovi ali energije. | Zakon ohranitve energije je fizikalni zakon, ki pravi, da energije ni mogoče ustvariti ali uničiti, lahko pa se spremeni iz ene oblike v drugo. |
| Ohranjanje | |
| Skupna masa v izoliranem, zaprtem termodinamičnem sistemu se ohrani. | Celotna energija v izoliranem, zaprtem termodinamičnem sistemu se ohrani. |
Povzetek – Zakon o ohranitvi snovi proti energiji
Zakon ohranitve snovi in energije se v klasični mehaniki obravnavata kot dva ločena zakona. Toda kasneje je bilo ugotovljeno, da obstaja močna povezava med obema zakonoma. Zakon o ohranitvi snovi navaja, da mora biti skupna masa konstanta znotraj zaprtega sistema, ki ne dovoljuje, da bi snov ali energija ušla, medtem ko zakon o ohranitvi energije navaja, da energije ni mogoče ustvariti ali uničiti, lahko pa se spremeni iz ene oblike drugemu. To je ključna razlika med zakonom o ohranitvi snovi in energije.
