Հիմնական տարբերություն – Նյութի պահպանման օրենքը ընդդեմ էներգիայի
Նյութերի պահպանման օրենքը և էներգիայի պահպանման օրենքը քիմիայի երկու օրենքներ են, որոնք օգտագործվում են մեկուսացված, փակ թերմոդինամիկական համակարգերի հատկությունները բացատրելու համար: Այս օրենքները նշում են, որ նյութը կամ էներգիան չեն կարող ստեղծվել կամ ոչնչացվել, բայց կարող են փոխակերպվել տարբեր ձևերի կամ վերադասավորվել: Նյութի և էներգիայի պահպանման օրենքի հիմնական տարբերությունն այն է, որ նյութի պահպանման օրենքը ասում է, որ փակ համակարգի ներսում ընդհանուր զանգվածը, որը թույլ չի տալիս նյութի կամ էներգիայի դուրս գալ, պետք է լինի հաստատուն, մինչդեռ էներգիայի պահպանման օրենքը ասում է, որ էներգիան չի կարող: ստեղծվել կամ ոչնչացվել, բայց կարող է փոխվել մի ձևից մյուսը:
Ի՞նչ է նյութի պահպանման օրենքը:
Նյութի պահպանման օրենքը սկզբունք է, որը նկարագրում է, որ փակ համակարգի ներսում ընդհանուր զանգվածը, որը թույլ չի տալիս նյութի կամ էներգիայի դուրս գալ, պետք է լինի հաստատուն: Հետևաբար այդ համակարգի ներսում զանգվածի քանակը պահպանվում է։ Համակարգը, որը թույլ չի տալիս էներգիային կամ նյութին անցնել իր սահմանով, հայտնի է որպես թերմոդինամիկորեն մեկուսացված համակարգ։
Նկար 1. Համեմատություն մեկուսացված, փակ և բաց թերմոդինամիկական համակարգերի միջև
Այս օրենքը նաև ցույց է տալիս, որ զանգվածը չի կարող ստեղծվել կամ ոչնչացվել, այն կարող է միայն վերադասավորվել կամ փոխվել մի ձևից մյուսը: Այս վերադասավորումները կամ փոփոխությունները տեղի են ունենում քիմիական ռեակցիաների միջոցով: Հետևաբար, ռեակտիվների ընդհանուր զանգվածը հավասար է արտադրանքի ընդհանուր զանգվածին քիմիական ռեակցիայի մեջ, որը տեղի է ունենում փակ թերմոդինամիկական համակարգում:Այս փակ համակարգում տեղի ունեցող քիմիական ռեակցիաները կարող են լինել՝
- Միջուկային ռեակցիաներ
- Ռադիոակտիվ քայքայում
- Այլ քիմիական ռեակցիաներ
Ի՞նչ է էներգիայի պահպանման օրենքը:
Էներգիայի պահպանման օրենքը ֆիզիկական օրենք է, ըստ որի էներգիան չի կարող ստեղծվել կամ ոչնչացվել, բայց կարող է փոխվել մի ձևից մյուսը: Այլ կերպ ասած, այս օրենքը ցույց է տալիս, որ փակ, մեկուսացված համակարգի ներսում ընդհանուր էներգիան մնում է հաստատուն: Այսպիսով, էներգիան պահպանվում է համակարգում:
Նկար 2. Արևի լույսը կարող է փոխակերպվել էներգիայի տարբեր ձևերի, բայց չի կարող ոչնչացվել
Օրինակ, համակարգի պոտենցիալ էներգիան կարող է վերածվել կինետիկ էներգիայի, բայց չի կարող ոչնչացվել: Այս հասկացությունը կարող է տրվել թերմոդինամիկայի առաջին օրենքում փակ թերմոդինամիկական համակարգի համար։ Այն կարող է տրվել ստորև:
δQ=dU + δW
Որտեղ δQ-ն համակարգին ավելացված էներգիայի քանակն է, δW-ն համակարգից կորցրած աշխատանքն է համակարգի կողմից կատարված ջերմադինամիկ աշխատանքի պատճառով, իսկ dU-ն համակարգի ներքին էներգիայի փոփոխությունն է: Սա բացատրում է, որ էներգիան փոխակերպվում է տարբեր ձևերի, բայց չի ստեղծվում կամ ոչնչացվում։
Ինչպիսի՞ն է կապը նյութի և էներգիայի պահպանման օրենքի միջև:
Համարվում է, որ զանգվածը կարող է վերածվել էներգիայի և հակառակը։ Սա է զանգվածային էներգիայի պահպանման իրական ձևը: Սա առաջին անգամ առաջարկվել է Անրի Պուանկարեի և Ալբերտ Էյնշտեյնի կողմից՝ որպես «հարաբերականության հատուկ տեսություն» հասկացություն։ Զանգվածի և էներգիայի միջև կապը կարող է տրվել հետևյալ կերպ՝
E=mc2
Որտեղ E-ն էներգիան է, m-ը զանգվածն է, իսկ c-ն՝ լույսի արագությունը: Այնուամենայնիվ, դասական մեխանիկայի մեջ երկու օրենքները համարվում են առանձին օրենքներ:
Ո՞րն է տարբերությունը նյութի և էներգիայի պահպանման օրենքի միջև:
Նյութերի պահպանման օրենքը ընդդեմ էներգիայի |
|
| Նյութերի պահպանման օրենքը սկզբունք է, որը նկարագրում է, որ ընդհանուր զանգվածը պետք է լինի հաստատուն փակ համակարգի ներսում, որը թույլ չի տալիս նյութին կամ էներգիան դուրս գալ: | Էներգիայի պահպանման օրենքը ֆիզիկական օրենք է, ըստ որի էներգիան չի կարող ստեղծվել կամ ոչնչացվել, բայց կարող է փոխվել մի ձևից մյուսը: |
| Պահպանություն | |
| Մեկուսացված փակ թերմոդինամիկական համակարգում ընդհանուր զանգվածը պահպանված է։ | Մեկուսացված փակ թերմոդինամիկական համակարգում ընդհանուր էներգիան պահպանվում է։ |
Ամփոփում – Նյութի պահպանման օրենքը ընդդեմ էներգիայի
Նյութերի և էներգիայի պահպանման օրենքը դասական մեխանիկայի մեջ համարվում են որպես երկու առանձին օրենքներ:Բայց ավելի ուշ պարզվեց, որ երկու օրենքների միջև ամուր կապ կա: Նյութի պահպանման օրենքը ասում է, որ ընդհանուր զանգվածը պետք է լինի հաստատուն փակ համակարգի ներսում, որը թույլ չի տալիս նյութին կամ էներգիային դուրս գալ, մինչդեռ էներգիայի պահպանման օրենքը ասում է, որ էներգիան չի կարող ստեղծվել կամ ոչնչացվել, բայց կարող է փոխվել մեկ ձևից: մյուսին։ Սա հիմնական տարբերությունն է նյութի և էներգիայի պահպանման օրենքի միջև:
