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化学は、大学で化学やその他の科学専攻を目指す場合、必ず知っておく必要がある重要な科目です。 知っておくべきことの 1 つは、質量保存の法則です。 それは何ですか？そしてそれは化学でどのように使われるのでしょうか？
質量保存の法則とは何か、そしてそれがどのようにして生まれたのかを学ぶために読み続けてください。また、概念をよりよく理解するために、質量保存の法則の例をいくつか示します。
質量保存の法則とは何ですか?
まず、質量保存の法則とは一体何でしょうか？この法律は次のように述べています 閉鎖系では、物質は生成も破壊もできず、形を変えることしかできません。
別の言い方をすると、 孤立系内の物質の量または質量は、 いつも 一定であること 化学反応や物理的変化が起こっても関係ありません。 (孤立システムまたは閉鎖システムとは、その環境と相互作用しないシステムであることに注意してください。)
この法則は化学において、特に異なる材料を組み合わせてそれらの間の反応をテストする場合に重要です。
化学では、質量保存の法則で次のように述べられています。 生成物 (化学反応によって生成される化学物質) の質量は常に反応物 (化学反応を起こす物質) の質量と等しくなります。
これは、代数方程式のバランスを取ることに似ていると考えてください。等号の両側は異なって見える場合があります (例: 6) ある +2 b = 20) ですが、それでも同じ総量を表します。これは、閉じた系内のすべての物質の質量が、たとえその物質が形を変えたとしても、一定でなければならないのと似ています。
しかし、質量保存の法則はどのように機能するのでしょうか?
numpy ドット積
物質が化学反応を起こすと、存在する物質の一部、またはすべてが消滅すると思われるかもしれませんが、実際には、 それは単に形を変えているだけです。
液体が気体に変わるときのことを考えてみましょう。物質（この場合は液体）が単に消えてしまっただけだと思うかもしれません。しかし、実際にガスを測定してみると、 液体の初期質量は実際には変化していないことがわかります。 これが意味するのは、現在は気体となっている物質は、液体だったときと同じ質量をまだ持っているということです (はい、気体にも質量があります!)。
質量保存の法則の背後にある歴史とは何ですか?
古代ギリシャ人を含む多くの人々が質量保存の法則の発見に必要な科学的基礎を築きましたが、 フランスの化学者 アントワーヌ・ラヴォアジエ (1743-1794) 最も多くの場合、彼が発見者として認められています。これが、この法則がラヴォアジエの法則と呼ばれることがある理由でもあります。
ラヴォアジエは自分の発見を誇りに思っているようだ。
1700 年代後半、ラヴォアジエは実験を通じて、総質量が次のとおりであることを証明しました。 ない 化学反応における変化を発見し、物質は化学反応において常に保存されると彼は宣言しました。
ラヴォアジエの実験は、物質が化学反応を受ける前と後の両方で物質の質量を測定することによって、物質の保存というこの考えを初めて明確にテストしたことを意味します。
最終的に、質量保存則の発見は化学の分野にとって非常に重要でした。 それは、物質が（見かけのように）単に消滅しているのではなく、同じ質量の別の物質に形を変えていることを証明しました。
二分木と二分探索木
質量保存の法則の例にはどのようなものがありますか?
質量保存の法則の例は、この重要な科学概念を視覚化して理解するのに役立ちます。このこの法則がどのように機能するかを説明するために、2 つの例を示します。
例 1: たき火/キャンプファイヤー
よく遭遇する例としては、次のようなものがあります。 焚き火やキャンプファイヤーのイメージ。
これを想像してみてください。友達と一緒に棒を集めて、マッチで火をつけます。マシュマロを数回焼き、キャンプファイヤーの歌を歌った後、自分で作った焚き火、つまりキャンプファイヤーが完全に燃え尽きたことに気づきます。残るのは小さな灰の山と煙だけです。
あなたの最初の本能は、キャンプファイヤーの棒からの元の塊の一部が何らかの形で消えてしまったと考えるかもしれません。しかし実際にはそうではありません-私単に変身しただけです！
このシナリオでは、棒が燃えるにつれて、空気中の酸素と結合して、灰だけでなく二酸化炭素と水蒸気にも変わります。その結果、木の棒と酸素の合計質量を測定してみると、 前に 棒に火をつければ、私たちはそれを発見するでしょう この質量は、灰、二酸化炭素、水蒸気を合わせた質量に等しい。
ビルダーのデザインパターン
例 2: 燃えているキャンドル
同様の質量保存則の例は次のとおりです。 燃えているキャンドルのイメージ。
この例では、ワックスと芯を備えた通常のキャンドルを想像してください。ただし、キャンドルが完全に燃え尽きると、火をつける前に比べてワックスの量が明らかに少なくなっていることがわかります。これは、ワックスの一部 (実際に火を灯したキャンドルでお気づきかと思いますが、すべてではありません!) が次のように変化したことを意味します。 ガス —つまり、水蒸気と二酸化炭素。
先ほどの焚き火の例で示したように、 燃焼の過程で物質（したがって質量）は失われません。
BFS vs DFS
要約: 質量保存の法則とは何ですか?
質量保存の法則は、18世紀のフランスの化学者アントワーヌ・ラヴォアジエによって普及、体系化された科学法則です。
法則によれば、孤立系では物質は生成も破壊もできない—変わっただけです。 これは、化学反応前のすべての物質の質量の合計が、化学反応後のすべての物質の質量の合計と等しくなることを意味します。簡単に言えば、物質（したがって質量）は いつも たとえ物質が化学的または物理的形態を変えたとしても、保存されます。
この科学法則を知ることは化学の研究にとって重要です。そのため、この分野に進む予定がある場合は、質量保存の法則が何であるかを必ず理解する必要があります。
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