Химия - Закон сохранения массы - Современное состояние

28 февраля 2011


Оглавление:
1. Закон сохранения массы
2. Исторический очерк
3. Современное состояние

В XX веке обнаружились два новых свойства массы.

Масса физического объекта зависит от его внутренней энергии. При поглощении внешней энергии масса растёт, при потере — уменьшается. Отсюда следует, что в общефизическом смысле закон сохранения массы неверен. Особенно ощутимо изменение массы при ядерных реакциях. Но даже при химических реакциях, которые сопровождаются выделением тепла, масса не сохраняется, хотя в этом случае дефект массы ничтожен. Масса сохраняется только в консервативных системах, то есть при отсутствии обмена энергией с внешней средой. Академик Л. Б. Окунь пишет:

Чтобы подчеркнуть, что масса тела меняется всегда, когда меняется его внутренняя энергия, рассмотрим два обыденных примера:
1) при нагревании железного утюга на 200° его масса возрастает на величину ;
2) при полном превращении некоторого количества льда в воду .

Масса не является аддитивной величиной: масса системы не равна массе её составляющих. Примеры неаддитивности:

• Электрон и позитрон, каждый из которых обладает массой, могут аннигилировать в фотоны, не имеющие массы поодиночке, а обладающие ею только как система.
• Масса дейтрона, состоящего из одного протона и одного нейтрона, не равна сумме масс своих составляющих, поскольку следует учесть энергию взаимодействия частиц.
• При термоядерных реакциях, происходящих внутри Солнца, масса водорода не равна массе получившегося из него гелия.
• Особенно яркий пример: масса протона в несколько десятков раз больше массы составляющих его кварков.

Таким образом, при физических процессах, которые сопровождаются распадом или синтезом физических структур, общая масса не сохраняется.

Сказанное означает, что в современной физике закон сохранения массы является частным и ограниченным случаем закона сохранения энергии и не всегда выполняется.

Просмотров: 3329

<<< INRI