الفرق الرئيسي - قانون حفظ المادة مقابل الطاقة
قانون حفظ المادة وقانون حفظ الطاقة هما قانونان في الكيمياء يستخدمان لشرح خصائص الأنظمة الديناميكية الحرارية المنعزلة والمغلقة. تنص هذه القوانين على أنه لا يمكن إنشاء أو تدمير المادة أو الطاقة ولكن يمكن تحويلها إلى أشكال مختلفة أو إعادة ترتيبها. الفرق الرئيسي بين قانون حفظ المادة والطاقة هو أن قانون حفظ المادة ينص على أن الكتلة الكلية داخل نظام مغلق لا يسمح للمادة أو الطاقة بالهروب يجب أن تكون ثابتة بينما ينص قانون حفظ الطاقة على أن الطاقة لا تستطيع يتم إنشاؤها أو إتلافها ، ولكن يمكن تغييرها من شكل إلى آخر.
ما هو قانون الحفاظ على المادة؟
قانون حفظ المادة هو مبدأ يصف أن الكتلة الكلية داخل نظام مغلق ، والتي لا تسمح للمادة أو الطاقة بالهروب ، يجب أن تكون ثابتة. ومن ثم يتم الحفاظ على كمية الكتلة داخل هذا النظام. يُعرف النظام الذي لا يسمح بمرور الطاقة أو المادة عبر حدوده بالنظام المعزول بالديناميكا الحرارية.
الشكل 1: مقارنة بين الأنظمة الديناميكية الحرارية المعزولة والمغلقة والمفتوحة
يشير هذا القانون أيضًا إلى أنه لا يمكن إنشاء الكتلة أو تدميرها ، ولا يمكن إعادة ترتيبها أو تغييرها من شكل إلى آخر. تحدث إعادة الترتيب أو التغييرات هذه عن طريق التفاعلات الكيميائية. ومن ثم فإن الكتلة الإجمالية للمواد المتفاعلة تساوي الكتلة الإجمالية للمنتجات في تفاعل كيميائي يحدث في نظام ديناميكي حراري مغلق.التفاعلات الكيميائية التي تحدث في هذا النظام المغلق يمكن أن تكون
- تفاعلات نووية
- الاضمحلال الإشعاعي
- تفاعلات كيميائية أخرى
ما هو قانون الحفاظ على الطاقة؟
قانون الحفاظ على الطاقة هو قانون فيزيائي ينص على أن الطاقة لا يمكن إنشاؤها أو تدميرها ولكن يمكن تغييرها من شكل إلى آخر. بمعنى آخر ، يشير هذا القانون إلى أن الطاقة الكلية داخل نظام مغلق ومعزول تظل ثابتة. ومن ثم يتم الحفاظ على الطاقة داخل النظام.
الشكل 2: يمكن تحويل ضوء الشمس إلى أشكال طاقة مختلفة ، لكن لا يمكن تدميرها
على سبيل المثال ، يمكن تحويل الطاقة الكامنة للنظام إلى طاقة حركية ، لكن لا يمكن تدميرها. يمكن إعطاء هذا المفهوم في القانون الأول للديناميكا الحرارية لنظام حراري مغلق. يمكن أن تعطى على النحو التالي.
δQ=دو + δW
حيث δQ هي كمية الطاقة المضافة إلى النظام ، δW هو العمل المفقود من النظام بسبب العمل الديناميكي الحراري الذي يقوم به النظام و dU هو التغيير في الطاقة الداخلية للنظام. هذا يوضح أن الطاقة يتم تحويلها إلى أشكال مختلفة ، ولكن لا يتم إنشاؤها أو تدميرها.
ما هي العلاقة بين قانون حفظ المادة والطاقة؟
يعتبر أنه يمكن تحويل الكتلة إلى طاقة والعكس صحيح. هذه هي الطريقة الفعلية التي يحدث بها الحفاظ على الكتلة والطاقة. تم اقتراح هذا لأول مرة من قبل هنري بوانكاريه وألبرت أينشتاين ، كمفهوم يعرف باسم "النسبية الخاصة". يمكن إعطاء العلاقة بين الكتلة والطاقة على النحو التالي:
E=mc2
حيث E هي الطاقة و m الكتلة و c هي سرعة الضوء. ومع ذلك ، في الميكانيكا الكلاسيكية ، يعتبر القانونان قانونين منفصلين.
ما هو الفرق بين قانون حفظ المادة والطاقة؟
قانون حفظ المادة مقابل الطاقة |
|
| قانون حفظ المادة هو مبدأ يصف أن الكتلة الكلية يجب أن تكون ثابتة داخل نظام مغلق لا يسمح للمادة أو الطاقة بالهروب. | قانون الحفاظ على الطاقة هو قانون فيزيائي ينص على أن الطاقة لا يمكن إنشاؤها أو تدميرها ولكن يمكن تغييرها من شكل إلى آخر. |
| الحفظ | |
| يتم الحفاظ على الكتلة الكلية في نظام ديناميكي حراري معزول ومغلق. | يتم الحفاظ على إجمالي الطاقة في نظام ديناميكي حراري معزول ومغلق. |
ملخص - قانون الحفاظ على المادة مقابل الطاقة
يعتبر قانون حفظ المادة والطاقة قانونين منفصلين في الميكانيكا الكلاسيكية.لكن اكتشف لاحقًا أن هناك علاقة قوية بين القانونين. ينص قانون حفظ المادة على أن الكتلة الكلية يجب أن تكون ثابتة داخل نظام مغلق لا يسمح للمادة أو الطاقة بالهروب بينما ينص قانون حفظ الطاقة على أنه لا يمكن إنشاء أو تدمير الطاقة ، ولكن يمكن تغييرها من شكل واحد إلى آخر. هذا هو الفرق الرئيسي بين قانون حفظ المادة والطاقة.
