物质不灭的质能守恒定律

质量守恒定律,是自然界的基本定律之一。在任何与周围隔绝的物质系统中,不论发生何种变化,其总质量保持不变。18世纪法国化学家拉瓦锡从实验上了“燃素说”之后,这一定律始得公认。20世纪初,发现高速运动物体的质量随其运动速度而变化,又发现实物和场可以互相转化,因而应按质能关系考虑场的质量。质量概念的发展使质量守恒定律原理也有了新的发展,质量守恒和能量守恒两条定律通过质能关系合并为一条守恒定律,即质量和能量守恒定律。

1756年,俄国罗蒙诺索夫首先测定化学反应中物质的重量关系,将锡放在密闭容器中燃烧,反应前后重量没有变化,由此得出结论:“参加反应的全部物质的重量,等于全部反应产物的重量。”1774年,拉瓦锡重复类似的实验,并得出同样的结论。

由于罗蒙诺索夫和拉瓦锡时代所用的天平不够精密,所以后来又有不少科学家用更精确的方法证明这一定律。例如19世纪中叶,比利时分析化学家斯塔用银和碘制备碘化银,所得碘化银的质量与碘和银的总质量只相差0.002%,19世纪末,兰多尔特用精密的天平再一次证明这一定律的正确性。

自从爱因斯坦提出狭义相对论和质能关系公式(E=mc2)以后,说明物质可以转变为辐射能,辐射能可以转变为物质。这个结论对质量守恒定律在化学中的应用有何影响呢?实验结果证明,1000g硝化甘油爆炸之后,放出的能量为8.0106J。根据质能关系公式计算,产生这些能量的质量是8~8.910g,与原来1000g相比,差别小到不能用现在实验技术测定。从实用观点来看,可以说是在化学反应中,质量守恒定律是完全正确的。

20世纪以来,人们发现原子核裂变所产生的能量远远超过最剧烈的化学反应。1000g铀235裂变的结果,放出的能量为8.231016J,与产生这些辐射能相等的质量为0.914g,和原来1000g相比,质量变化已达到千分之一。于是人们对质量守恒定律就有了新的认识。在20世纪以前,科学家承认两个***的基本定律:质量守恒定律和能量守恒定律。20世纪,爱因斯坦创立了狭义相对论,他指出,物质的质量和他的能量成正比,可用以下公式表示:E=mc2式中E为能量:m为质量:c为光速。以上公式说明物质可以转变为辐射能,辐射能也可以转变为物质。这一现象并不意味着物质会被消灭,而是物质的静质量转变成另外一种运动形式。

物质不灭的质能守恒定律

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