Relativitàmodifica
Nella relatività speciale, la conservazione della massa non si applica se il sistema è aperto e l’energia sfugge. Tuttavia, continua ad applicarsi ai sistemi completamente chiusi (isolati). Se l’energia non può sfuggire a un sistema, la sua massa non può diminuire., Nella teoria della relatività, fintanto che qualsiasi tipo di energia viene trattenuta all’interno di un sistema, questa energia esibisce massa.
Inoltre, la massa deve essere differenziata dalla materia, poiché la materia potrebbe non essere perfettamente conservata in sistemi isolati, anche se la massa è sempre conservata in tali sistemi., Tuttavia, la materia è così quasi conservata in chimica che le violazioni della conservazione della materia non sono state misurate fino all’era nucleare, e l’assunzione della conservazione della materia rimane un concetto pratico importante nella maggior parte dei sistemi in chimica e in altri studi che non coinvolgono le alte energie tipiche della radioattività e delle reazioni nucleari.,
La massa associata chimici quantità di energia è troppo piccolo per measureEdit
Il cambiamento di massa di alcuni tipi di sistemi aperti in cui gli atomi o particelle massicce non sono ammessi a fuggire, ma altri tipi di energia (come la luce o il calore) sono ammessi in fuga, passato inosservato durante il 19 ° secolo, perché la variazione di massa associato con l’aggiunta o la perdita di piccole quantità di calore o di energia radiante in una reazione chimica è molto piccolo., (In teoria, la massa non cambierebbe affatto per esperimenti condotti in sistemi isolati in cui il calore e il lavoro non erano ammessi dentro o fuori.)
Massa di conservazione rimane corretta se l’energia non è lostEdit
La conservazione della massa relativistica implica il punto di vista di un singolo osservatore (o la vista da un unico inerziale telaio) poiché la modifica inerziale fotogrammi possono determinare una variazione dell’energia totale (energia relativistica) per i sistemi, e questa quantità determina la massa relativistica.,
Il principio che la massa di un sistema di particelle deve essere uguale alla somma delle loro masse a riposo, anche se vero nella fisica classica, può essere falso nella relatività speciale. La ragione per cui le masse a riposo non possono essere semplicemente aggiunte è che questo non tiene conto di altre forme di energia, come l’energia cinetica e potenziale, e di particelle senza massa come i fotoni, che possono (o non possono) influenzare la massa totale dei sistemi.,
Per spostare particelle massive in un sistema, esaminare le masse di riposo delle varie particelle equivale anche a introdurre molti diversi fotogrammi di osservazione inerziale (che è proibito se si vuole conservare l’energia totale del sistema e la quantità di moto), e anche quando nel frame di riposo di una particella, questa procedura ignora i momenti di altre particelle, che influenzano la massa del sistema se le altre particelle sono in movimento in questo frame.,
Per il tipo speciale di massa chiamata massa invariante, la modifica della struttura inerziale di osservazione per un intero sistema chiuso non ha alcun effetto sulla misura della massa invariante del sistema, che rimane sia conservata che invariante (immutabile), anche per diversi osservatori che vedono l’intero sistema. La massa invariante è una combinazione di sistema di energia e quantità di moto, che è invariante per qualsiasi osservatore, perché in qualsiasi frame inerziale, le energie e i momenti delle varie particelle si aggiungono sempre alla stessa quantità (la quantità di moto può essere negativa, quindi l’aggiunta equivale a una sottrazione)., La massa invariante è la massa relativistica del sistema quando viene visualizzata nel centro del frame di quantità di moto. È la massa minima che un sistema può esibire, come visto da tutti i possibili telai inerziali.
La conservazione della massa sia relativistica che invariante si applica anche ai sistemi di particelle creati dalla produzione di coppie, dove l’energia per nuove particelle può provenire dall’energia cinetica di altre particelle, o da uno o più fotoni come parte di un sistema che include altre particelle oltre a un fotone., Di nuovo, né la massa relativistica né la massa invariante di sistemi totalmente chiusi (cioè isolati) cambiano quando vengono create nuove particelle. Tuttavia, diversi osservatori inerziali non saranno d’accordo sul valore di questa massa conservata, se è la massa relativistica (cioè, la massa relativistica è conservata ma non invariante). Tuttavia, tutti gli osservatori concordano sul valore della massa conservata se la massa misurata è la massa invariante (cioè, la massa invariante è sia conservata che invariante).,
La formula di equivalenza massa-energia fornisce una previsione diversa nei sistemi non isolati, poiché se l’energia è lasciata sfuggire a un sistema, anche la massa relativistica e la massa invariante sfuggiranno. In questo caso, la formula di equivalenza massa-energia prevede che il cambiamento di massa di un sistema sia associato al cambiamento della sua energia dovuto all’energia aggiunta o sottratta: Δ m = Δ E / c 2 . {\displaystyle \ Delta m= \ Delta E / c^{2}.} Questa forma che coinvolge i cambiamenti è stata la forma in cui questa famosa equazione è stato originariamente presentato da Einstein., In questo senso, i cambiamenti di massa in qualsiasi sistema sono spiegati semplicemente se viene presa in considerazione la massa dell’energia aggiunta o rimossa dal sistema.
La formula implica che i sistemi legati hanno una massa invariante (massa a riposo per il sistema) inferiore alla somma delle loro parti, se l’energia di legame è stata lasciata sfuggire al sistema dopo che il sistema è stato legato. Ciò può accadere convertendo l’energia potenziale del sistema in qualche altro tipo di energia attiva, come l’energia cinetica o i fotoni, che sfuggono facilmente a un sistema legato., La differenza nelle masse del sistema, chiamata difetto di massa, è una misura dell’energia di legame nei sistemi legati – in altre parole, l’energia necessaria per rompere il sistema a parte. Maggiore è il difetto di massa, maggiore è l’energia di legame. L’energia di legame (che a sua volta ha massa) deve essere rilasciata (come luce o calore) quando le parti si combinano per formare il sistema legato, e questo è il motivo per cui la massa del sistema legato diminuisce quando l’energia lascia il sistema. La massa invariante totale viene effettivamente conservata, quando viene presa in considerazione la massa dell’energia di legame che è sfuggita.,
Relativitàmodifica
Nella relatività generale, la massa invariante totale dei fotoni in un volume di spazio in espansione diminuirà, a causa dello spostamento rosso di tale espansione. La conservazione sia della massa che dell’energia dipende quindi da varie correzioni apportate all’energia nella teoria, a causa del cambiamento dell’energia potenziale gravitazionale di tali sistemi.
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