Sự khác biệt chính - Quy luật Bảo tồn Vật chất và Năng lượng
Định luật bảo toàn vật chất và định luật bảo toàn năng lượng là hai định luật trong hóa học được sử dụng để giải thích các tính chất của hệ nhiệt động lực học cô lập, khép kín. Những định luật này nói rằng vật chất hoặc năng lượng không thể được tạo ra hoặc bị phá hủy nhưng có thể được chuyển đổi sang các dạng khác nhau hoặc được sắp xếp lại. Sự khác biệt cơ bản giữa Định luật bảo toàn vật chất và năng lượng là định luật bảo toàn vật chất nói rằng tổng khối lượng bên trong một hệ kín không cho vật chất hoặc năng lượng thoát ra phải là một hằng số trong khi định luật bảo toàn năng lượng trạng thái năng lượng không thể được tạo ra hoặc phá hủy, nhưng có thể được thay đổi từ dạng này sang dạng khác.
Luật Bảo tồn Vật chất là gì?
Định luật bảo toàn vật chất là một nguyên lý mô tả rằng tổng khối lượng bên trong một hệ kín, không cho phép vật chất hoặc năng lượng thoát ra, phải là một hằng số. Do đó lượng khối lượng bên trong hệ đó được bảo toàn. Một hệ thống không cho phép năng lượng hoặc vật chất đi qua ranh giới của nó được gọi là hệ thống cô lập về mặt nhiệt động lực học.
Hình 1: So sánh giữa các Hệ thống Nhiệt động lực học Cô lập, Đóng và Mở
Luật này cũng chỉ ra rằng khối lượng không thể được tạo ra cũng không bị phá hủy, nó chỉ có thể được sắp xếp lại hoặc thay đổi từ dạng này sang dạng khác. Những thay đổi hoặc sắp xếp lại này xảy ra thông qua các phản ứng hóa học. Do đó tổng khối lượng của các chất phản ứng bằng tổng khối lượng của các sản phẩm trong một phản ứng hóa học diễn ra trong một hệ thống nhiệt động kín. Các phản ứng hóa học diễn ra trong hệ thống khép kín này có thể là,
- Phản ứng hạt nhân
- Phân rã phóng xạ
- Phản ứng hóa học khác
Luật Bảo toàn Năng lượng là gì?
Định luật bảo toàn năng lượng là một định luật vật lý quy định năng lượng không thể được tạo ra hoặc bị phá hủy nhưng có thể biến đổi từ dạng này sang dạng khác. Nói cách khác, định luật này chỉ ra rằng tổng năng lượng bên trong một hệ kín, cô lập không đổi. Do đó năng lượng được bảo toàn trong một hệ thống.
Hình 2: Ánh sáng Mặt trời có thể được chuyển đổi thành các dạng năng lượng khác nhau, nhưng không thể bị tiêu diệt
Ví dụ, thế năng của hệ có thể chuyển thành động năng, nhưng không thể bị phá hủy. Khái niệm này có thể được đưa ra trong định luật đầu tiên của nhiệt động lực học cho một hệ nhiệt động lực học kín. Nó có thể được đưa ra như dưới đây.
δQ=dU + δW
Trong đó δQ là lượng năng lượng bổ sung vào hệ, δW là công mất đi của hệ do nhiệt động lực học do hệ thực hiện và dU là sự thay đổi nội năng của hệ. Điều này giải thích rằng năng lượng được chuyển đổi thành các dạng khác nhau, nhưng không được tạo ra hoặc bị phá hủy.
Mối quan hệ giữa Luật Bảo tồn Vật chất và Năng lượng là gì?
Người ta coi rằng khối lượng có thể chuyển hóa thành năng lượng và ngược lại. Đây là cách thực tế xảy ra bảo toàn khối lượng-năng lượng. Điều này lần đầu tiên được đề xuất bởi Henri Poincaré và Albert Einstein, như một khái niệm được gọi là "thuyết tương đối hẹp". Mối quan hệ giữa khối lượng và năng lượng có thể được đưa ra như sau:
E=mc2
Trong đó E là năng lượng, m là khối lượng và c là tốc độ ánh sáng. Tuy nhiên, trong cơ học cổ điển, hai định luật được coi là định luật riêng biệt.
Sự khác biệt giữa Luật Bảo tồn Vật chất và Năng lượng là gì?
Luật Bảo tồn Vật chất và Năng lượng |
|
| Định luật bảo toàn vật chất là một nguyên tắc mô tả rằng tổng khối lượng phải là một hằng số bên trong một hệ thống kín không cho phép vật chất hoặc năng lượng thoát ra ngoài. | Định luật bảo toàn năng lượng là một định luật vật lý quy định rằng năng lượng không thể được tạo ra hoặc bị phá hủy nhưng có thể biến đổi từ dạng này sang dạng khác. |
| Bảo tồn | |
| Tổng khối lượng trong một hệ thống nhiệt động lực học khép kín, cô lập được bảo toàn. | Tổng năng lượng trong một hệ thống nhiệt động lực học khép kín, cô lập được bảo toàn. |
Tóm tắt - Quy luật Bảo tồn Vật chất và Năng lượng
Định luật bảo toàn vật chất và năng lượng được coi là hai định luật riêng biệt trong cơ học cổ điển. Nhưng sau đó người ta phát hiện ra rằng có một mối quan hệ chặt chẽ giữa hai luật. Định luật bảo toàn vật chất phát biểu rằng tổng khối lượng phải là một hằng số bên trong một hệ kín không cho phép vật chất hoặc năng lượng thoát ra trong khi định luật bảo toàn năng lượng nói rằng năng lượng không thể được tạo ra hoặc bị phá hủy, nhưng có thể thay đổi từ một dạng sang cái khác. Đây là điểm khác biệt cơ bản giữa định luật bảo toàn vật chất và năng lượng.
