质量守恒定律
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质量守恒定律(law/principle of conservation of mass)是自然界普遍存在的基本定律之一。此定律指出,对于任何一个物质和能量的所有转移都封闭的系统(封闭系统)而言,系统的质量必须随时间推移保持不变;又因系统质量不能改变,所以系统的量既不能添加亦不能移除。据此,质量的量值随着时间变化并不改变而是守恒的。这定律意味着质量既不能被创造也不能被破坏,尽管它可能在空间中重新排列,或者与之相关的实体可能在形式上发生变化,例如在化学反应中,反应前化学成分的质量是等于反应后分子的总质量。
因此,在孤立系统中的任何化学反应和低能量热力学过程期间,反应物或起始材料的总质量必须等于产物的质量。质量守恒的概念在化学,力学和流体动力学等许多领域得到了广泛的应用。历史上,米哈伊尔·罗蒙诺索夫和安托万·拉瓦锡分别独立发现了化学反应中的质量守恒。从炼金到化学的现代自然科学,这一规律的制定至关重要。
质量的守恒只是近似的,被认为是来自经典力学的一系列假设的一部分。在质量 - 能量等价的原则下,必须对该定律进行修改,使其符合量子力学和狭义相对论的规律,即能量和质量形成一个守恒量。对于非常有能量的系统来说,质量守恒是不成立的,核反应和粒子物理学中的粒子 - 反粒子湮灭就是这种情况。
质量在开放系统中通常也不守恒。当各种形式的能源和物质被允许进出系统时就是这种情况。然而,除非涉及放射性或核反应,否则从热量,机械功或电磁辐射等系统逸出的能量通常太小而不能被测量为系统质量的下降。
对于涉及大引力场的系统,必须考虑广义相对论,其中质能守恒成为一个更为复杂的概念,受到不同定义的限制,质量和能量也不如严格守恒狭义相对论。