Relativitatedit
în relativitatea specială, conservarea masei nu se aplică dacă sistemul este deschis și energia scapă. Cu toate acestea, continuă să se aplice sistemelor complet închise (izolate). Dacă energia nu poate scăpa de un sistem, masa sa nu poate scădea., În teoria relativității, atâta timp cât orice tip de energie este reținut într-un sistem, această energie prezintă masă.de asemenea, masa trebuie diferențiată de materie, deoarece materia poate să nu fie perfect conservată în sisteme izolate, chiar dacă masa este întotdeauna conservată în astfel de sisteme., Cu toate acestea, materia este atât de aproape conservată în chimie încât încălcările conservării materiei nu au fost măsurate până la epoca nucleară, iar presupunerea conservării materiei rămâne un concept practic important în majoritatea sistemelor din chimie și alte studii care nu implică energiile ridicate tipice radioactivității și reacțiilor nucleare.,
masa chimice asociate cu cantități de energie este prea mic pentru a measureEdit
schimbarea în masă a anumitor tipuri de sisteme deschise, în cazul în care atomi sau particule masive care nu sunt permise pentru a scăpa, dar și alte tipuri de energie (cum ar fi lumina sau caldura) sunt permise pentru a intra sau a scăpa, a trecut neobservat în timpul secolului al 19-lea, pentru că schimbarea în masă asociate cu adăugarea sau pierderea unor cantități mici de termică sau energie radiantă în reacții chimice este foarte mic., (În teorie, masa nu s-ar schimba deloc pentru experimentele efectuate în sisteme izolate în care căldura și munca nu au fost permise înăuntru sau în afară.conservarea masei relativiste implică punctul de vedere al unui singur observator (sau punctul de vedere dintr-un singur cadru inerțial), deoarece schimbarea cadrelor inerțiale poate duce la o schimbare a energiei totale (energia relativistă) pentru sisteme, iar această cantitate determină masa relativistă.,principiul conform căruia masa unui sistem de particule trebuie să fie egală cu suma maselor lor de odihnă, chiar dacă este adevărată în fizica clasică, poate fi falsă în relativitatea specială. Motivul pentru care masele de odihnă nu pot fi adăugate pur și simplu este că acest lucru nu ia în considerare alte forme de energie, cum ar fi energia cinetică și potențială, și particule fără masă, cum ar fi fotonii, toate acestea pot (sau nu) afecta masa totală a sistemelor.,
Pentru a muta particule masive într-un sistem, examinarea restul maselor de diferite particule, de asemenea, sumele de a introduce diferite inerțiale de observare cadre (care este interzisă în cazul în sistem total de energie și impuls vor fi conservate), și, de asemenea, atunci când în restul cadru de particule, această procedură ignoră impulsurile de alte particule, care afectează sistemul mass dacă alte particule sunt în mișcare în acest cadru.,pentru tipul special de masă numit masă invariantă, schimbarea cadrului inerțial de observație pentru un întreg sistem închis nu are niciun efect asupra măsurării masei invariante a sistemului, care rămâne atât conservată, cât și invariantă (neschimbătoare), chiar și pentru diferiți observatori care văd întregul sistem. Masa invariantă este o combinație de sistem de energie și impuls, care este invariantă pentru orice observator, deoarece în orice cadru inerțial, energiile și momentul diferitelor particule se adaugă întotdeauna la aceeași cantitate (impulsul poate fi negativ, deci adăugarea se ridică la o scădere)., Masa invariantă este masa relativistă a sistemului atunci când este privită în centrul cadrului de impuls. Este masa minimă pe care un sistem o poate prezenta, văzută din toate cadrele inerțiale posibile.conservarea masei relativiste și invariante se aplică chiar și sistemelor de particule create prin producerea de perechi, unde energia pentru particule noi poate proveni din energia cinetică a altor particule sau din unul sau mai mulți fotoni ca parte a unui sistem care include alte particule în afară de un foton., Din nou, nici masa relativistă, nici cea invariantă a sistemelor complet închise (adică izolate) nu se schimbă atunci când se creează particule noi. Cu toate acestea, diferiți observatori inerțiali nu vor fi de acord cu privire la valoarea acestei mase conservate, dacă este masa relativistă (adică masa relativistă este conservată, dar nu invariantă). Cu toate acestea, toți observatorii sunt de acord asupra valorii masei conservate dacă masa măsurată este masa invariantă (adică masa invariantă este atât conservată, cât și invariantă).,formula echivalenței masă-energie oferă o predicție diferită în sistemele neizolate, deoarece dacă energia este permisă să scape de un sistem, atât masa relativistă, cât și masa invariantă vor scăpa de asemenea. În acest caz, formula de echivalență masă-energie prezice că modificarea masei unui sistem este asociată cu schimbarea energiei sale datorită adăugării sau scăderii energiei: Δ m = Δ E / c 2 . {\displaystyle \ Delta m= \ Delta E / C^{2}.} Această formă care implică schimbări a fost forma în care această ecuație faimoasă a fost prezentată inițial de Einstein., În acest sens, modificările de masă în orice sistem sunt explicate pur și simplu dacă se ia în considerare masa energiei adăugate sau eliminate din sistem.
formula implică faptul că sistemele legate au o masă invariantă (masa de repaus pentru sistem) mai mică decât suma părților lor, dacă energia de legare a fost lăsată să scape din sistem după ce sistemul a fost legat. Acest lucru se poate întâmpla prin transformarea energiei potențiale a sistemului într-un alt tip de energie activă, cum ar fi energia cinetică sau fotonii, care scapă cu ușurință de un sistem legat., Diferența de masă a sistemului, numită defect de masă, este o măsură a energiei de legare în sistemele legate – cu alte cuvinte, energia necesară pentru a rupe sistemul. Cu cât este mai mare defectul de masă, cu atât este mai mare energia de legare. Energia de legare (care are ea însăși masă) trebuie eliberată (sub formă de lumină sau căldură) atunci când părțile se combină pentru a forma sistemul legat și acesta este motivul pentru care masa sistemului legat scade atunci când energia părăsește sistemul. Masa totală invariantă este de fapt conservată, când se ia în considerare masa energiei de legare care a scăpat.,în relativitatea generală, masa totală invariantă a fotonilor într-un volum de spațiu în expansiune va scădea, datorită deplasării roșii a unei astfel de expansiuni. Conservarea atât a masei, cât și a energiei depinde, prin urmare, de diverse corecții aduse energiei în teorie, datorită schimbării energiei potențiale gravitaționale a unor astfel de sisteme.
Leave a Reply