金融情报局网_中国金融门户网站 让金融财经离的更近

为什么化学反应不遵循质量守恒定律?

当前位置:金融情报局网_中国金融门户网站 让金融财经离的更近>房产 > 正文  2023-08-12 10:46:42 来源:个人图书馆-形貌


(资料图片)

根据爱因斯坦的质能方程

可知物质的质量与能量成正比。化学反应后由于物质能量发生变化,那么质量也应该发生变化,因此质量守恒定律就不再成立。自然,物质的总质量也不一定等于内部原子质量之和。例如上述氢气燃烧反应释放能量,那得到的产物水的质量就应该小于反应物氢气和氧气质量之和。这个矛盾是怎么回事呢?

事实上,严格来说质量守恒确实不成立。只不过质能方程右边的比例系数是光速的平方,其值非常大,因此化学反应能量变化对应的质量变化非常小,通常都很难察觉和测量,所以可以近似认为反应过程中质量守恒。

但是,反应释放的能量会导致环境的能量增加,自然也会导致环境质量的增加,结合能量守恒定律(能量守恒定律与热力学第一定律)可知环境的质量增加量就等于反应系统质量的减少量,因此若同时考虑系统和环境的质量,则他们的总质量是守恒的,从这个角度来看,质量守恒定律对于任何过程都成立,包括化学反应。对于孤立系统而言,不存在能量变化,系统中物质的质量自然守恒。

不光是化学反应,只要涉及能量变化的过程都会有质量的变化。例如将水从室温加热到100℃,其能量增加,质量自然也会增加,只不过质量增加量很小,不容易察觉。同样的,将静止的足球踢飞出去,其动能增加,质量也会增加。虽然一般过程质量的变化非常小,但在某些场合质量变化可能会很明显,例如核反应中的质量亏损。

关键词: