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质量守恒定律の説明

Chinese

質量守恆定律（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，對於任何一個物質和能量的所有轉移都封閉的系統（封閉系統）而言，系統的質量必須隨時間推移保持不變；又因系統質量不能改變，所以系統的量既不能添加亦不能移除。據此，質量的量值隨著時間變化並不改變而是守恒的。這定律意味著質量既不能被創造也不能被破壞，儘管它可能在空間中重新排列，或者與之相關的實體可能在形式上發生變化，例如在化學反應中，反應前化學成分的質量是等於反應後分子的總質量。因此，在孤立系統中的任何化學反應和低能量熱力學過程期間，反應物或起始材料的總質量必須等於產物的質量。質量守恆的概念在化學，力學和流體動力學等許多領域得到了廣泛的應用。歷史上，米哈伊爾·羅蒙諾索夫和安托萬·拉瓦錫分别獨立發現了化學反應中的質量守恆。從煉金到化學的現代自然科學，這一規律的製定至關重要。質量的守恆只是近似的，被認為是來自經典力學的一系列假設的一部分。在質量 - 能量等價的原則下，必須對該定律進行修改，使其符合量子力學和狹義相對論的規律，即能量和質量形成一個守恆量。對於非常有能量的系統來說，質量守恆是不成立的，核反應和粒子物理學中的粒子 - 反粒子湮滅就是這種情況。質量在開放系統中通常也不守恆。當各種形式的能源和物質被允許進出系統時就是這種情況。然而，除非涉及放射性或核反應，否則從熱量，機械功或電磁輻射等系統逸出的能量通常太小而不能被測量為系統質量的下降。對於涉及大引力場的系統，必須考慮廣義相對論，其中質能守恆成為一個更為複雜的概念，受到不同定義的限制，質量和能量也不如嚴格守恆狹義相對論。