Zachování hmotnosti

Speciální relativityEdit

speciální teorie relativity, zachování hmoty neplatí, pokud systém je otevřený a energie uniká. Nadále se však vztahuje na zcela uzavřené (izolované) systémy. Pokud energie nemůže uniknout systému, jeho hmotnost se nemůže snížit., V teorii relativity, pokud je v systému zachován jakýkoli typ energie, vykazuje tato energie hmotnost.

hmotnost musí být také odlišena od hmoty, protože hmota nemusí být dokonale konzervována v izolovaných systémech, i když je v takových systémech vždy zachována hmotnost., Nicméně, záležitost je tak téměř zachovány v chemii, že porušování ohledu na zachování nebyly měřeny až do jaderného věku a předpoklad ohledu na zachování zůstává důležitým praktické pojetí ve většině systémů v chemii a další studie, které nezahrnují vysoké energie typická radioaktivita a jaderné reakce.,

hmotnost spojená s chemickými množství energie je příliš malý, aby measureEdit

změna hmotnosti některých druhů otevřených systémů, kde atomy nebo masivní částice jsou není dovoleno uniknout, ale jiné druhy energie (např. světlo nebo teplo) je dovoleno vstoupit nebo utéct, šel bez povšimnutí v průběhu 19. století, protože změna hmotnosti spojené s toho nebo ztráta malého množství tepelné a zářivé energie v chemických reakcích, je velmi malá., (Teoreticky by se hmotnost vůbec nezměnila pro experimenty prováděné v izolovaných systémech, kde teplo a práce nebyly povoleny dovnitř ani ven.)

Hmotnost zachování zůstává správné, pokud energie není lostEdit

zachování relativistické hmotnosti znamená hlediska jednoho pozorovatele (nebo pohled z jedné inerciální), protože mění inerciální rámy mohou mít za následek změnu celkové energie (relativistické energie) pro systémy, a toto množství určuje relativistická hmotnost.,

zásada, že hmotnost soustavy částic musí být rovna součtu jejich zbytek masy, i když pravda v klasické fyzice může být false v speciální teorie relativity. Důvod, že zbytek masy nemohou být jednoduše přidány, je, že to nebere v úvahu jiné formy energie, např. kinetickou a potenciální energii, a nehmotné částice jako jsou fotony, které může (nebo nemusí) mít vliv na celkové hmotnosti systémy.,

Pro pohyb hmotných částic v systému, zkoumá zbytek hmotností různých částic také částky k zavedení mnoha různých inerciálních pozorování snímků (což je zakázáno, pokud celkový systém, energie a hybnost mají být zachovány), a i když ve zbytku rámu jedné částice, tento postup ignoruje hybnosti jiné částice, které mají vliv na systém hmoty, pokud ostatní částice jsou v pohybu v tomto rámu.,

Pro zvláštní typ hmoty nazývá invariantní hmoty, mění inerciální pozorování pro celý uzavřený systém nemá žádný vliv na měření invariantní hmoty systému, který zůstává zachovaná a invariantní (neměnné), a to i pro různé pozorovatele, kteří pohledu celého systému. Invariantní hmotnost je systém kombinace energie a hybnosti, která je invariantní pro každý pozorovatel, protože v každém inertial rámu, energie a hybnosti jednotlivých částic vždy přidá ke stejné množství (hybnost může být negativní, takže kromě částky na odčítání)., Invariantní hmota je relativistická hmotnost systému při pohledu ve středu hybnosti. Jedná se o minimální hmotnost, kterou může systém vykazovat, jak je vidět ze všech možných inerciálních rámců.

zachování obou relativistické a invariantní hmoty platí i pro systémy, částice vytvořené dvojice výroby, kde energie pro nové částice mohou pocházet z kinetické energie druhé částice, nebo z jednoho nebo více fotonů jako součást systému, který zahrnuje další částice kromě fotonu., Opět se při vytváření nových částic nezmění ani relativistická ani invariantní hmotnost zcela uzavřených (tedy izolovaných) systémů. Různí inerciální pozorovatelé se však neshodnou na hodnotě této konzervované hmoty, pokud se jedná o relativistickou hmotnost (tj. relativistická hmota je konzervována, ale není invariantní). Všichni pozorovatelé se však shodují na hodnotě konzervované hmoty, pokud měřená hmotnost je invariantní hmotnost (tj. invariantní hmotnost je konzervovaná i invariantní).,

vzorec ekvivalence hmotnostní Energie dává jinou predikci v neizolovaných systémech, protože pokud je energie povolena k úniku ze systému, unikne také relativistická hmota i invariantní hmota. V tomto případě vzorec ekvivalence hmotnostní energie předpovídá, že změna hmotnosti systému je spojena se změnou jeho energie v důsledku přidání nebo odečtení energie: Δ m = Δ e / c 2 . {\displaystyle \ Delta m= \ Delta E / C^{2}.} Tato forma zahrnující změny byla forma, ve které byla tato slavná rovnice původně představena Einsteinem., V tomto smyslu jsou hromadné změny v jakémkoli systému vysvětleny jednoduše, pokud se vezme v úvahu hmotnost energie přidané nebo odebrané ze systému.

vzorce vyplývá, že vázané systémy mají invariantní hmotnosti (klidové hmotnosti pro systém) menší než součet jejich částí, pokud je vazebná energie bylo umožněno vyvázat se ze systému po systém byl vázán. To se může stát převedením systému potenciální energie na jiný druh aktivní energie, např. kinetickou energii nebo fotonů, které se snadno uniknout vázaný systém., Rozdíl v systémových hmotách, nazývaný hmotnostní vada, je měřítkem vazebné energie ve vázaných systémech – jinými slovy energie potřebná k oddělení systému. Čím větší je hmotnostní vada, tím větší je vazebná energie. Vazebná energie (která sama o sobě má hmotnost), musí být propuštěn (jako světlo nebo teplo), když je dílů dohromady tvoří vázaný systém, a to je důvod, hmotnost vázán systému klesá, když energie opouští systém. Celková invariantní hmotnost je skutečně zachována, když je zohledněna hmotnost vazebné energie, která unikla.,

Obecné relativityEdit

V obecné relativitě, celková invariantní hmotnost fotonů v rozšiřující se objem prostor se sníží, v důsledku červený posuv takového rozšíření. Zachování hmotnosti i energie proto závisí na různých opravách energie v teorii, kvůli měnící se gravitační potenciální energii takových systémů.