Erhaltung der Masse

Während es jeden beleidigen kann, der gerade versucht, dieses Urlaubsgewicht zu verlieren, ist es ein klassisches physikalisches Gesetz, dass in einem geschlossenen System Masse weder erzeugt noch zerstört werden kann. Fühlen Sie sich schon entmutigt? Nun, nicht! Streng genommen bedeutet dieses Gesetz NICHT, dass Sie keine Pfunde fallen lassen können, nur dass innerhalb eines isolierten Systems (das Ihr Körper nicht ist) keine Masse erzeugt / zerstört werden kann, obwohl sie im Raum neu angeordnet und in verschiedene Arten von Partikeln umgewandelt werden kann . Dieses Gesetz ist als Massengespräch bekannt, das auch als Prinzip der Massen- / Materieerhaltung bezeichnet wird. Insbesondere besagt das Gesetz, dass die Masse eines isolierten Systems nicht aufgrund von Prozessen innerhalb des Systems geändert werden kann. Dies impliziert, dass für jeden chemischen Prozess in einem geschlossenen System die Masse der Reaktanten der Masse der Produkte entsprechen muss. Das Gesetz gilt als „klassisch“, da es neuere physikalische Gesetze wie die spezielle Relativitätstheorie oder die Quantenmechanik nicht berücksichtigt, aber dennoch in vielen Zusammenhängen gilt.

Dieses Gesetz wurzelt in der klassischen griechischen Philosophie, die besagt, dass „nichts von nichts kommen kann“, was oft in seiner lateinischen Form ausgedrückt wird: ex nihlionihlio fit. Die Grundvoraussetzung hier, die zuerst von Empedokles (ca. 490–430 v. Chr.) Befürwortet wurde, ist, dass keine neue Materie entstehen kann, wo vorher keine vorhanden war. Es wurde von Epikur, Parmenedes und einer Reihe von indischen und arabischen Philosophen weiter ausgeführt. Erst im 18. Jahrhundert schloss es mit Antoine Lavoisier das Gebiet der Kosmologie ab und wurde ein wissenschaftliches Gesetz. Lavoisier war der erste, der dies 1789 in seiner wegweisenden Arbeit TraitéÉlémentaire de Chimie (Grundlegende Abhandlung über Chemie) klar umriss.

Historisch gesehen war die Erhaltung von Masse und Gewicht über Jahrtausende hinweg dunkel, da die Erdatmosphäre einen positiven Einfluss auf das Gewicht von Gasen hatte. Wenn eine Substanz brennt, scheint außerdem Masse verloren zu gehen, da die Asche weniger wiegt als die ursprüngliche Substanz. Diese Effekte wurden erst durch sorgfältige Experimente verstanden, bei denen chemische Reaktionen wie Rosten in versiegelten Glasampullen durchgeführt wurden, wobei festgestellt wurde, dass die chemische Reaktion das Gewicht des versiegelten Behälters nicht veränderte. Einmal verstanden, war die Erhaltung der Masse von großer Bedeutung für die Umstellung der Alchemie auf moderne Chemie. Als Chemiker feststellten, dass Substanzen nie mit der Waage aus der Messung verschwanden (sobald die Auftriebseffekte konstant gehalten wurden oder auf andere Weise berücksichtigt wurden), konnten sie erstmals quantitative Untersuchungen zur Umwandlung von Substanzen durchführen.

Das historische Konzept der Materie- und Massenerhaltung ist in vielen Bereichen wie Chemie, Mechanik und Fluiddynamik weit verbreitet. In der Relativitätstheorie besagt der Satz der Massenenergieäquivalenz, dass die Massenerhaltung der Energieerhaltung entspricht, die der erste Hauptsatz der Thermodynamik ist.

Wir haben viele Artikel über die Erhaltung der Masse für das Space Magazine geschrieben. Hier ist ein Artikel über die Kernfusion und hier ist ein Artikel über das Atom.

Wenn Sie weitere Informationen zum Gesetz zur Erhaltung der Masse wünschen, lesen Sie diese Artikel aus dem Glenn Research Center und der Engineering Toolbox der NASA.

Wir haben auch eine ganze Episode von Astronomy Cast rund um das Atom aufgenommen. Hören Sie hier, Episode 164: Inside the Atom.

Quellen:
http://en.wikipedia.org/wiki/Conservation_of_mass
http://www.grc.nasa.gov/WWW/K-12/airplane/mass.html
http://en.wikipedia.org/wiki/Nothing_comes_from_nothing
http://en.wikipedia.org/wiki/Antoine_Lavoisier
http://en.wikipedia.org/wiki/Jain_philosophy

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