قانون پایستگی ماده و انرژی

در جهان اغلب مواد مختلف با هم ترکیب می شوند و مواد جدید را تولید می کنند . یا آنکه ، یک ماده تجزیه می شود و مواد جدیدی را به وجود می آورد .

در اثر تغییر دما و فشار نیز ، ویژگی های فیزیکی جسم مانند حجم ، جرم حجمی (چگالی ) ، مقاومت گرمایی و الکتریکی جسم تغییر می کند ، اما اندازه گیری های مختلف نشان داده است که جرم مقدار معینی از ماده در فعل و انفعالات شیمیایی یا برخی تغییرات فیزیکی تغییر نمی کند .

البته جرم در فعل و انفعالات هسته ای ثابت نمی ماند و در سرعت های نزدیک به سرعت نور تغییر می کند . منظور از تغییر فیزیکی در این جا فعل و انفعالات هسته ای و سرعت های زیاد نیست .

دانشمندان جرم موادی را که با هم ترکیب می شوند ، پیش از ترکیب و پس از ترکیب با دقت زیاد اندازه گرفتند و به این نتیجه رسیدند که مجموع جرم های پیش از ترکیب با مجموع جرم های پس از ترکیب مواد با هم برابر است . آن ها یقین حاصل کردند که در اثر واکنش های شیمیایی ، جرم نابود نمی شود و یا به وجود نمی آید . آن ها این برداشت خود را قانون پایستگی (بقای ) ماده یا قانون پایستگی (بقای ) جرم نامیدند .

این قانون بیان می کند که مقدار جرم یک ماده یا مجموعه ی چند ماده که دچار تغییر فیزیکی یا تغییر شیمیایی می شوند ، هیچ تغییری نمی کند . برای مثال اگر 20 گرم یخ ذوب و بعد بخار شود ، جرم آب همان 20 گرم یا جرم بخار همان 20 گرم است . یا اگر قطعه ذغالی به جرم 16 گرم با 32 گرم اکسیژن بسوزد ، از سوختن آن ، 48 گرم گاز ، دود و خاکستر تولید می شود . بنابراین می توان گفت در اثر تغییرات فیزیکی (مانند تغییر حالت ماده ) و تغییر شیمیایی ( ترکیب زغال با اکسیژن هوا ) ماده نه به وجود می آید و نه از بین می رود . یعنی جرم کلی ماده همیشه ثابت است .

در قرن هجدهم میلادی که لاوازیه شیمیدان مشهور فرانسوی و دیگران قانون پایستگی جرم را کشف و بیان کردند ، قانون پایستگی انرژی نیز کشف شد و مورد قبول دانشمندان قرار گرفت . بر طبق قانون پایستگی انرژی ، انرژی ها به یکدیگر تبدیل می شوند ولی در اثر این تبدیل ها انرژی نه به وجود می آید و نه نابود می گردد . به عبارت دیگر اگر شکلی از انرژی به وجود آید ، مقدار معادل این انرژی از شکل دیگر انرژی ناپدید می شود . برای مثال اگر در اثر هضم غذا در بدن 100 ژول انرژی شیمیایی ذخیره شده آزاد شود ف جمع انرژی گرمایی و انرژی عضلانی که در بدن پدید می آید ، همان 100 ژول انرژی خواند بود .

تا اواخر قرن نوزدهم میلادی ، ماده و انرژی را دو چیز متفاوت می دانستند ولی پس از کشف پدیده ی رادیواکتیو و مطالعات بسیار گسترده ای که در قرن بیستم روی ماده و انرژی صورت گرفت ، دانشمندان به این نتیجه رسیدند که در شرایط معینی ماده به انرژی و انرژی به ماده تبدیل می شود . از این رو قانون پایستگی ماده و قانون پایستگی انرژی با واقعیت های شناخته شده سازگار نیست . اکنون قانونی که به جای دو قانون نامبرده مورد قبول است ، قانون پایستگی ماده و انرژی است . بر طبق این قانون ماده و انرژی می توانند به یکدیگر تبدیل شوند ، ولی مقدار کلی ماده و انرژی در یک مجموعه و به طور کلی در جهان هستی همواره ثابت است .

دانشمندان با توجه به تبدیل ماده به انرژی و انرژی به ماده ، ماهیت ماده و انرژی را یکسان می دانند و تعریف زیر را برای هر یک بیان می کنند :

ماده انرژی متراکم است و انرژی ماده گسترده

مفهوم جمله ی بالا آن است که مثلاً در خورشید که واکنش های هسته ای صورت می گیرد ، مقداری ماده متراکم به انرژی تبدیل می شود و این انرژی در فضای گسترده ی اطراف خورشید پراکنده می شود . یا هنگامی که گلوله ای را گرما می دهیم ، انرژی گرمایی که در فضای گسترده ای قرار داشت ، به صورت افزایش حجم بسیار بسیار کم در گلوله جمع و متراکم می شود . البته چنین جرمی با هیچ ترازویی قابل اندازه گیری نخواهد بود .

قانون پایستگی ماده و انرژی

مطالب مشابه :

جرم مخصوص!

کیت آموزشی جرم حجمی(چگالی)

اندازه گیری دانسیته

آزمایش چگالی

چگالی

قانون پایستگی ماده و انرژی

مقاله سازه های چوبی نقشه و پلان ساختمان های ویلائی زیبای چوبی