Belangrijk verschil - Wet van behoud van materie versus energie
Wet van behoud van materie en wet van behoud van energie zijn twee wetten in de chemie die worden gebruikt om de eigenschappen van geïsoleerde, gesloten thermodynamische systemen te verklaren. Deze wetten stellen dat materie of energie niet kan worden gecreëerd of vernietigd, maar kan worden omgezet in verschillende vormen of opnieuw worden gerangschikt. Het belangrijkste verschil tussen de wet van behoud van materie en energie is dat de wet van behoud van materie stelt dat de totale massa in een gesloten systeem dat geen materie of energie toelaat om te ontsnappen een constante moet zijn, terwijl de wet van behoud van energie stelt dat energie dat niet kan worden gemaakt of vernietigd, maar kunnen van de ene vorm in de andere worden gewijzigd.
Wat is de wet van behoud van materie?
De wet van behoud van materie is een principe dat beschrijft dat de totale massa in een gesloten systeem, waarin materie of energie niet kan ontsnappen, een constante moet zijn. Vandaar dat de hoeveelheid massa binnen dat systeem behouden blijft. Een systeem dat geen energie of materie doorlaat, staat bekend als een thermodynamisch geïsoleerd systeem.
Figuur 1: Een vergelijking tussen geïsoleerde, gesloten en open thermodynamische systemen
Deze wet geeft ook aan dat massa niet kan worden gecreëerd of vernietigd, het kan alleen worden herschikt of van de ene vorm in de andere worden veranderd. Deze herschikkingen of veranderingen vinden plaats via chemische reacties. Daarom is de totale massa van reactanten gelijk aan de totale massa van producten in een chemische reactie die plaatsvindt in een gesloten thermodynamisch systeem. De chemische reacties die plaatsvinden in dit gesloten systeem kunnen zijn,
- Kernreacties
- Radioactief verval
- Andere chemische reacties
Wat is de wet van behoud van energie?
De wet van behoud van energie is een natuurkundige wet die stelt dat energie niet kan worden gecreëerd of vernietigd, maar van de ene vorm in de andere kan worden veranderd. Met andere woorden, deze wet geeft aan dat de totale energie in een gesloten, geïsoleerd systeem constant blijft. Daarom blijft de energie binnen een systeem behouden.
Figuur 2: Zonlicht kan worden omgezet in verschillende energievormen, maar kan niet worden vernietigd
De potentiële energie van het systeem kan bijvoorbeeld worden omgezet in kinetische energie, maar kan niet worden vernietigd. Dit concept kan worden gegeven in de eerste wet van de thermodynamica voor een gesloten thermodynamisch systeem. Het kan als volgt worden gegeven.
δQ=dU + δW
Waar δQ de hoeveelheid energie is die aan het systeem wordt toegevoegd, δW het werk is dat verloren gaat door het systeem als gevolg van thermodynamisch werk dat door het systeem wordt uitgevoerd en dU de verandering in interne energie van het systeem is. Dit verklaart dat energie wordt omgezet in verschillende vormen, maar niet wordt gecreëerd of vernietigd.
Wat is de relatie tussen de wet van behoud van materie en energie?
Er wordt aangenomen dat massa kan worden omgezet in energie en omgekeerd. Dit is de feitelijke manier waarop massa-energiebehoud plaatsvindt. Dit werd voor het eerst voorgesteld door Henri Poincaré en Albert Einstein, als een concept dat bekend staat als "speciale relativiteitstheorie". De relatie tussen massa en energie kan als volgt worden gegeven:
E=mc2
Waar E de energie is, is m de massa en is c de lichtsnelheid. In de klassieke mechanica worden de twee wetten echter als afzonderlijke wetten beschouwd.
Wat is het verschil tussen de wet van behoud van materie en energie?
Wet van behoud van materie versus energie |
|
| Wet van behoud van materie is een principe dat beschrijft dat de totale massa een constante moet zijn in een gesloten systeem dat geen materie of energie toelaat om te ontsnappen. | De wet van behoud van energie is een natuurkundige wet die stelt dat energie niet kan worden gecreëerd of vernietigd, maar van de ene vorm in de andere kan worden veranderd. |
| Behoud | |
| De totale massa in een geïsoleerd, gesloten thermodynamisch systeem blijft behouden. | De totale energie in een geïsoleerd, gesloten thermodynamisch systeem blijft behouden. |
Samenvatting – Wet van behoud van materie versus energie
De wet van behoud van materie en energie wordt in de klassieke mechanica beschouwd als twee afzonderlijke wetten. Maar later werd ontdekt dat er een sterke relatie bestaat tussen de twee wetten. Wet van behoud van materie stelt dat de totale massa een constante moet zijn in een gesloten systeem dat materie of energie niet toestaat te ontsnappen, terwijl de wet van behoud van energie stelt dat energie niet kan worden gecreëerd of vernietigd, maar van één vorm kan worden veranderd naar een ander. Dit is het belangrijkste verschil tussen de wet van behoud van materie en energie.
