當前位置: 華文世界 > 科學

第三章 物質的自然規律

2024-07-20科學

一、「品質守恒定律」

在化學反應中,參加反應前各物質的品質總和等於反應後生成各物質的品質總和。這個規律就叫做品質守恒定律(Law of conservation of mass)。

在任何與周圍隔絕的體系中,不論發生何種變化或過程,其總品質始終保持不變。或者說,任何變化包括化學反應和核反應都不能消除物質,只是改變了物質的原有形態或結構,所以該定律又稱物質不滅定律。

二、「能量守恒定律」

能量守恒定律(Law of conservation of energy)是自然界普遍的基本定律之一。一般表述為:能量既不會憑空產生,也不會憑空消失,它只會從一種形式轉化為另一種形式,或者從一個物體轉移到其它物體,而能量的總量保持不變。也可以表述為:一個系統的總能量的改變只能等於傳入或者傳出該系統的能量的多少。總能量為系統的機械能、內能(熱能)及除機械能和內能以外的任何形式能量的總和。如果一個系統處於孤立環境,即不可能有能量或品質傳入或傳出系統。對於此情形,能量守恒定律表述為:「孤立系統的總能量保持不變。」

三、「質能方程式」

質能方程式即描述品質與能量之間的當量關系的方程式。在經典物理學中,品質和能量是兩個完全不同的概念,它們之間沒有確定的當量關系,一定品質的物體可以具有不同的能量;能量概念也比較局限,力學中有動能、勢能等。

在狹義相對論中,能量概念有了推廣,品質和能量有確定的當量關系,物體的品質為m,則相應的能量為 E=mc² 。

質能方程式E=mc²,E表示能量,m代表品質,而c則表示光速(常量,c=299792458m/s)。由艾伯特·愛因史坦提出。該方程式主要用來解釋核變反應中的品質虧損和計算高能物理中粒子的能量。