Aineiden ja energian suojelulain välinen ero

Keskeinen ero - aineen säilyttämislaki vs. energia
 

Aineen säilyttämislaki ja energian säilyttämislaki ovat kemiassa kahta lakia, joita käytetään selittämään eristettyjen, suljettujen termodynaamisten järjestelmien ominaisuuksia. Näiden lakien mukaan ainetta tai energiaa ei voida luoda tai tuhota, vaan ne voidaan muuttaa eri muodoiksi tai järjestää uudelleen. Aineiden säilyttämistä koskevan lain ja energian tärkein ero on se, että aineen säilyttämistä koskevassa laissa todetaan suljetun järjestelmän sisällä olevan kokonaismassan, joka ei päästä ainetta tai energiaa poistumaan, tulisi olla vakio, kun taas energialakeja säätelevä laki energia sitä ei voi luoda tai tuhota, mutta se voidaan muuttaa muodosta toiseen.

SISÄLLYS

1. Yleiskatsaus ja keskeiset erot
2. Mikä on aineiden suojelulaki
3. Mikä on energiansäästölaki?
4. Aineiden säilyttämistä koskevan lain ja energian suhde
5. Vertailu rinnakkain - aineen ja energian suojelulaki taulukon muodossa
6. Yhteenveto

Mikä on aineiden suojelulaki?

Aineen säilyttämislaki on periaate, joka kuvaa, että suljetun järjestelmän sisällä olevan kokonaismassan, joka ei päästä ainetta tai energiaa poistumaan, tulisi olla vakio. Siksi massan määrä järjestelmän sisällä säilyy. Järjestelmä, joka ei anna energian tai aineen kulkea rajansa läpi, tunnetaan termodynaamisesti eristettynä järjestelmänä.

Kuva 1: Vertailu eristettyjen, suljettujen ja avoimien termodynaamisten järjestelmien välillä

Tämä laki osoittaa myös, että massaa ei voida luoda eikä tuhota, se voidaan vain järjestää uudelleen tai muuttaa muodosta toiseen. Nämä uudelleenjärjestelyt tai muutokset tapahtuvat kemiallisten reaktioiden kautta. Siksi reagenssien kokonaismassa on yhtä suuri kuin tuotteiden kokonaismassa kemiallisessa reaktiossa, joka tapahtuu suljetussa termodynaamisessa järjestelmässä. Kemialliset reaktiot tapahtuvat tässä suljetussa järjestelmässä voivat olla,

1. Ydinreaktiot
2. Radioaktiivinen hajoaminen
3. Muut kemialliset reaktiot

Mikä on energiansäästölaki?

Energian säilyttämislaki on fyysinen laki, jonka mukaan energiaa ei voida luoda tai tuhota, mutta se voidaan muuttaa muodosta toiseen. Toisin sanoen, tämä laki osoittaa, että kokonaisenergia suljetun, eristetyn järjestelmän sisällä pysyy vakiona. Siksi energia säästyy järjestelmässä.

Kuva 2: Auringonvalo voidaan muuntaa erilaisiksi energiamuodoiksi, mutta sitä ei voida tuhota

Esimerkiksi järjestelmän potentiaalienergia voidaan muuntaa kineettiseksi energiaksi, mutta sitä ei voida tuhota. Tämä käsite voidaan antaa suljetun termodynaamisen järjestelmän ensimmäisessä termodynamiikkalaissa. Se voidaan antaa alla esitetyllä tavalla.

5Q = dU + 5W

Kun δQ on järjestelmään lisätyn energian määrä, δW on järjestelmästä menettämä työ, joka johtuu järjestelmän suorittamasta termodynaamisesta työstä, ja dU on järjestelmän sisäisen energian muutos. Tämä selittää, että energia muunnetaan eri muodoiksi, mutta sitä ei luoda tai tuhota.

Mikä on aineiden säilyttämislain ja energian suhde??

Massan katsotaan muuttuvan energiaksi ja päinvastoin. Tällä tavalla massaenergian säästö tapahtuu. Tätä ehdottivat ensin Henri Poincaré ja Albert Einstein käsitteenä, joka tunnetaan nimellä ”erityinen suhteellisuusteoria”. Massan ja energian välinen suhde voidaan antaa seuraavasti:

E = mc²

Missä E on energia, m on massa ja c on valon nopeus. Klassisessa mekaniikassa näitä kahta lakia pidetään kuitenkin erillisinä laeina.

Mikä on ero aineiden ja energian säilyttämistä koskevan lain välillä??

Aineen ja energian suojelulaki
Aineen säilyttämislaki on periaate, joka kuvaa, että kokonaismassan tulisi olla vakio suljetussa järjestelmässä, joka ei salli aineen tai energian poistumista.	Energian säilyttämislaki on fyysinen laki, jonka mukaan energiaa ei voida luoda tai tuhota, mutta se voidaan muuttaa muodosta toiseen.
säilyttäminen
Eristetyn, suljetun termodynaamisen järjestelmän kokonaismassa säilyy.	Eristetyn, suljetun termodynaamisen järjestelmän kokonaisenergia säästyy.

Yhteenveto - Materiaalien suojelulaki vs. energia

Aineen ja energian säilyvyyslakia pidetään klassisessa mekaniikassa kahtena erillisenä lakina. Mutta myöhemmin havaittiin, että näiden kahden lain välillä on vahva yhteys. Aineen säilyttämistä koskevan lain mukaan kokonaismassan tulisi olla vakio suljetussa järjestelmässä, joka ei salli aineen tai energian paeta, kun taas energian säilyttämistä koskevassa laissa todetaan, että energiaa ei voida luoda tai tuhota, mutta sitä voidaan muuttaa yhdestä muodosta toiselle. Tämä on tärkein ero aineen säilyttämistä koskevan lain ja energian välillä.

Viite:

1. Helmenstine, Anne Marie. "Energian säästölaki - määritelmä." ThoughtCo, 13. marraskuuta 2017, saatavana täältä.
2. ”Aineiden säilyttämistä koskeva laki - Massan suojelu”. Ydinvoima, saatavana täältä.
3. ”Massan säilyttäminen.” Wikipedia, Wikimedia Foundation, 19. helmikuuta 2018, saatavana täältä.

Kuvan kohteliaisuus:

1. Alkh.Alwa “Diagram Systems” - Oma työ (CC BY-SA 4.0) Commons Wikimedian kautta
2. Kenenonen (CC0) ”Uusiutuva energia verkossa” Commons Wikimedia -sivuston kautta