| Механика сплошных сред | ||||||||||
| Файл:BernoullisLawDerivationDiagram.svg | ||||||||||
Сплошная среда
| ||||||||||
Закон сохранения массы — исторический закон физики, согласно которому масса как мера количества вещества сохраняется при всех природных процессах, то есть несотворима и неуничтожима. С точки зрения современной физики, этот закон неверен. Например, при радиоактивном распаде совокупная масса вещества уменьшается.
Исторический очерк
Закон сохранения массы исторически понимался как одна из формулировок закона сохранения материи. Одним из первых его сформулировал древнегреческий философ Эмпедокл (V век до н. э.):
Ничто не может произойти из ничего, и никак не может то, что есть, уничтожиться.
Позже аналогичный тезис высказывали Демокрит, Аристотель и Эпикур (в пересказе Лукреция Кара). Средневековые учёные также не высказывали никаких сомнений в истинности этого закона.
С появлением понятия массы как меры количества вещества, пропорциональной весу, формулировка закона сохранения материи была уточнена: масса есть инвариант, то есть при всех процессах общая масса не уменьшается и не увеличивается. В 1630 году Жан Рэ (Jean Rey, 1583-1645), доктор из Перигора, писал Мерсенну [1]
Вес настолько тесно привязан к веществу элементов, что, превращаясь из одного в другой, они всегда сохраняют тот же самый вес.
В середине XVIII века опыты Роберта Бойля поставили закон сохранения массы под сомнение — у него при химической реакции вес вещества увеличился. Однако Ломоносов и другие физики вскоре указали Бойлю на его ошибку: увеличение веса происходило за счёт воздуха, а в запаянном сосуде вес сохранялся неизменным. Ломоносов писал Эйлеру:
Все встречающиеся в природе изменения происходят так, что если к чему-либо нечто прибавилось, то это отнимается у чего-то другого. Так, сколько материи прибавляется к какому-либо телу, столько же теряется у другого, сколько часов я затрачиваю на сон, столько же отнимаю от бодрствования и т. д.
В дальнейшем, вплоть до создания физики микромира, закон сохранения массы считался истинным и очевидным. Лавуазье в "Начальном учебнике химии" (1789), приводит точную количественную формулировку закона сохранения массы вещества, однако не объявляет его каким-то новым и важным законом, а просто упоминает мимоходом как о хорошо известном и давно установленном факте. Для химических реакций Лавуазье сформулировал закон так: «Масса всех веществ, вступивших в химическую реакцию, равна массе всех продуктов реакции».
Современное состояние
Как выяснилось, в общефизическом смысле закон сохранения массы, строго говоря, неверен. Ведь, например, электрон и позитрон, каждый из которых обладает массой, могут аннигилировать в фотоны, не имеющие массы покоя. Другой пример: масса дейтрона, состоящего из одного протона и одного нейтрона, не равна сумме масс своих составляющих, поскольку следует учесть энергию взаимодействия частиц.
Таким образом, закон сохранения массы в физике работает с известными оговорками, а на самом деле является ограниченным и частным случаем закона сохранения энергии, с учётом известного соотношения для энергии массы покоя частиц: E=mc².
Примечания
Литература
- Спасский Б. И.. История физики. М., "Высшая школа", 1977.
ar:قانون بقاء المادة bg:Закон за запазване на масата bs:Zakon održanja mase ca:Llei de conservació de la massa de:Massenerhaltungssatz el:Αρχή διατήρησης της μάζας en:Conservation of mass es:Ley de conservación de la materia fa:پایستگی جرم fi:Aineen häviämättömyyden laki fr:Conservation de la masse gl:Lei da conservación da masa he:חוק שימור החומר hi:द्रब्य की अविनाशिता का नियम hu:Tömegmegmaradás id:Hukum kekekalan massa it:Legge della conservazione della massa ja:質量保存の法則 ko:질량 보존의 법칙 nl:Wet van behoud van massa pl:Prawo zachowania masy pt:Conservação da massa sk:Zákon zachovania hmotnosti sl:Zakon o ohranitvi mase sq:Ligji i ruajtjes së masës sr:Закон одржања масе tl:Pagpapanatili ng bigat tr:Kütlenin korunumu yasası uk:Закон збереження маси речовини ur:قانون بقائے مادہ vi:Định luật bảo toàn khối lượng zh:质量守恒定律