Conservação da massa

Special relativityEdit

In special relativity, the conservation of mass does not apply if the system is open and energy escapes. No entanto, continua a aplicar-se a sistemas totalmente fechados (isolados). Se a energia não pode escapar de um sistema, a sua massa não pode diminuir., Na teoria da relatividade, desde que qualquer tipo de energia seja retida dentro de um sistema, esta energia exibe massa.

também, a massa deve ser diferenciada da matéria, uma vez que a matéria pode não ser perfeitamente conservada em sistemas isolados, mesmo que a massa seja sempre conservada em tais sistemas., No entanto, a matéria é tão conservada em química de que as violações da matéria de conservação não foram medidos até a idade nuclear, e a suposição da matéria de conservação continua a ser um importante conceito prático, na maioria dos sistemas de química e de outros estudos que não envolvem a altas energias típicas da radioatividade e reações nucleares.,

A massa associados com produtos químicos quantidade de energia é muito pequena para measureEdit

As mudanças na massa de certos tipos de sistemas abertos, onde os átomos ou partículas com massa não são permitidos para escapar, mas outros tipos de energia (tal como a luz ou calor) são autorizados a entrar ou sair, passou despercebido durante o século 19, uma vez que a alteração na massa associada a adição ou perda de pequenas quantidades de térmica ou energia radiante nas reações químicas é muito pequeno., (Em teoria, a massa não mudaria em nada para experimentos realizados em sistemas isolados onde o calor e o trabalho não eram permitidos entrar ou sair.)

de conservação de Massa permanece correto, se a energia não é lostEdit

A conservação de massa relativística implica o ponto de vista de um único observador (ou a vista a partir de um único referencial, frame), já que a alteração de inércia frames podem resultar em uma alteração da energia total (energia relativística) para os sistemas, e este determina a quantidade relativista de massa.,

O princípio de que a massa de um sistema de partículas deve ser igual à soma de suas massas de repouso, embora verdadeiro na física clássica, pode ser falso na relatividade especial. A razão pela qual as massas de repouso não podem ser simplesmente adicionadas é que isso não leva em conta outras formas de energia, tais como energia cinética e potencial, e partículas sem massa, tais como fótons, todas as quais podem (ou não) afetar a massa total dos sistemas.,

Para mover partículas com massa em um sistema, examinando o resto massas de várias partículas também representa a introdução de muitos diferentes inercial observação de quadros (o que é proibido, se o total do sistema de energia e momentum para ser conservado), e também quando no resto do quadro de uma partícula, este procedimento ignora o momenta de outras partículas, que afetam o sistema massa se a outras partículas estão em movimento neste quadro.,

para o tipo especial de massa chamada massa invariante, mudar o referencial inercial de observação para todo um sistema fechado não tem efeito na medida da massa invariante do sistema, que permanece conservada e invariante (imutável), mesmo para observadores diferentes que vêem todo o sistema. Massa invariante é uma combinação de energia e momento do sistema, que é invariante para qualquer observador, porque em qualquer referencial inercial, as energias e momento das várias partículas sempre adicionam à mesma quantidade (o momento pode ser negativo, então a adição equivale a uma subtração)., A massa invariante é a massa relativista do sistema quando vista no centro da moldura do momento. É a massa mínima que um sistema pode exibir, visto de todos os possíveis referenciais inerciais.

a conservação da massa relativista e invariante aplica-se mesmo a sistemas de partículas criadas pela produção de pares, onde a energia para novas partículas pode vir da energia cinética de outras partículas, ou de um ou mais fótons como parte de um sistema que inclui outras partículas além de um fóton., Mais uma vez, nem a massa relativista nem a massa invariante de sistemas totalmente fechados (isto é, isolados) mudam quando novas partículas são criadas. No entanto, diferentes observadores inerciais discordarão sobre o valor desta massa conservada, se for a massa relativística (isto é, a massa relativística é conservada, mas não invariante). Entretanto, todos os observadores concordam sobre o valor da massa conservada se a massa sendo medida é a massa invariante (isto é, a massa invariante é conservada e invariante).,

a fórmula de equivalência massa-energia dá uma previsão diferente em sistemas não isolados, uma vez que se a energia é permitida para escapar de um sistema, tanto a massa relativística e a massa invariante escaparão também. Neste caso, a fórmula de equivalência massa-Energia prevê que a mudança de massa de um sistema está associada com a mudança de sua energia devido à energia sendo adicionada ou subtraída: Δ m = Δ E / c 2 . {\displaystyle \Delta m=\Delta E / C^{2}. Esta forma envolvendo mudanças foi a forma na qual esta famosa equação foi originalmente apresentada por Einstein., Neste sentido, as mudanças de massa em qualquer sistema são explicadas simplesmente se a massa da energia adicionada ou removida do sistema, são levados em conta.

a fórmula implica que os sistemas encadernados têm uma massa invariante (massa de repouso para o sistema) menor que a soma de suas partes, se a energia de ligação foi permitida para escapar do sistema depois que o sistema foi ligado. Isso pode acontecer convertendo a energia potencial do sistema em algum outro tipo de energia ativa, como energia cinética ou fótons, que facilmente escapam de um sistema ligado., A diferença nas massas do sistema, chamada de defeito de massa, é uma medida da energia de ligação em sistemas ligados – em outras palavras, a energia necessária para quebrar o sistema. Quanto maior o defeito de massa, maior a energia de ligação. A energia de ligação (que em si tem massa) deve ser liberada (como luz ou calor) quando as partes se combinam para formar o sistema de ligação, e esta é a razão pela qual a massa do sistema de ligação diminui quando a energia sai do sistema. A massa total invariante é realmente conservada, quando a massa da energia de ligação que escapou, é levada em conta.,

Relativityedit

na relatividade geral, the total invariant mass of photons in an expanding volume of space will decrease, due to the red shift of such an expansion. A conservação da massa e da energia depende, portanto, de várias correções feitas à energia na teoria, devido à mudança da energia potencial gravitacional de tais sistemas.