Klíčový rozdíl – zákon zachování hmoty vs. energie
Zákon zachování hmoty a zákon zachování energie jsou dva zákony v chemii, které se používají k vysvětlení vlastností izolovaných, uzavřených termodynamických systémů. Tyto zákony říkají, že hmotu nebo energii nelze vytvořit nebo zničit, ale lze je přeměnit na různé formy nebo se přeskupit. Klíčový rozdíl mezi zákonem zachování hmoty a energie je v tom, že zákon zachování hmoty uvádí, že celková hmotnost uvnitř uzavřeného systému, který neumožňuje hmotě nebo energii uniknout, by měla být konstantní, zatímco zákon zachování energie uvádí, že energie nemůže být vytvořeny nebo zničeny, ale mohou být změněny z jedné formy do druhé.
Co je zákon zachování hmoty?
Zákon zachování hmoty je princip, který popisuje, že celková hmotnost uvnitř uzavřeného systému, který nedovoluje hmotě ani energii uniknout, by měla být konstantní. Množství hmoty uvnitř tohoto systému je tedy zachováno. Systém, který nedovoluje energii nebo hmotě procházet svými hranicemi, je známý jako termodynamicky izolovaný systém.
Obrázek 1: Srovnání mezi izolovanými, uzavřenými a otevřenými termodynamickými systémy
Tento zákon také naznačuje, že hmotu nelze vytvořit ani zničit, lze ji pouze přeskupovat nebo měnit z jedné formy do druhé. K těmto přeskupením nebo změnám dochází prostřednictvím chemických reakcí. Celková hmotnost reaktantů se tedy rovná celkové hmotnosti produktů v chemické reakci, která probíhá v uzavřeném termodynamickém systému. Chemické reakce probíhají v tomto uzavřeném systému mohou být,
- Jaderné reakce
- Radioaktivní rozpad
- Jiné chemické reakce
Co je zákon zachování energie?
Zákon zachování energie je fyzikální zákon, který říká, že energii nelze vytvořit ani zničit, ale může se měnit z jedné formy do druhé. Jinými slovy, tento zákon ukazuje, že celková energie uvnitř uzavřeného izolovaného systému zůstává konstantní. Energie se tedy v systému šetří.
Obrázek 2: Sluneční světlo lze přeměnit na různé energetické formy, ale nelze je zničit
Například potenciální energie systému může být přeměněna na kinetickou energii, ale nemůže být zničena. Tento pojem lze uvést v prvním termodynamickém zákonu pro uzavřený termodynamický systém. Může být uvedeno níže.
δQ=dU + δW
Kde δQ je množství energie přidané do systému, δW je práce ztracená systémem v důsledku termodynamické práce vykonané systémem a dU je změna vnitřní energie systému. To vysvětluje, že energie se přeměňuje na různé formy, ale nevytváří se ani neničí.
Jaký je vztah mezi zákonem zachování hmoty a energií?
Uvažuje se, že hmotu lze přeměnit na energii a naopak. Toto je skutečný způsob, jak dochází k zachování hmoty. Poprvé to navrhli Henri Poincaré a Albert Einstein jako koncept známý jako „speciální teorie relativity“. Vztah mezi hmotností a energií může být uveden níže:
E=mc2
Kde E je energie, m je hmotnost a c je rychlost světla. Nicméně, v klasické mechanice, dva zákony jsou považovány za samostatné zákony.
Jaký je rozdíl mezi zákonem zachování hmoty a energie?
Zákon zachování hmoty vs energie |
|
| Zákon zachování hmoty je princip, který popisuje, že celková hmotnost by měla být konstanta uvnitř uzavřeného systému, který nedovoluje hmotě ani energii uniknout. | Zákon zachování energie je fyzikální zákon, který říká, že energii nelze vytvořit ani zničit, ale může se změnit z jedné formy do druhé. |
| Zachování | |
| Celková hmotnost v izolovaném uzavřeném termodynamickém systému je zachována. | Celková energie v izolovaném uzavřeném termodynamickém systému je zachována. |
Shrnutí – Zákon zachování hmoty vs energie
Zákon zachování hmoty a energie jsou v klasické mechanice považovány za dva samostatné zákony. Později se ale zjistilo, že mezi těmito dvěma zákony existuje silný vztah. Zákon zachování hmoty říká, že celková hmotnost by měla být konstanta uvnitř uzavřeného systému, který nedovoluje hmotě nebo energii uniknout, zatímco zákon zachování energie říká, že energii nelze vytvořit ani zničit, ale lze ji změnit z jedné formy jinému. Toto je klíčový rozdíl mezi zákonem zachování hmoty a energie.
