コンテンツ
物理学の大きな定義原則の1つは、その最も重要な特性の多くが重要な原則を揺るぎなく従うことです。 保存された、つまり、選択したシステム内に含まれるこれらの数量の合計量は変更されません。
物理学の4つの一般的な量は、それらに適用される保存の法則を持つことによって特徴付けられます。これらは エネルギー, 勢い, 角運動量 そして 質量。これらの最初の3つはしばしば力学問題に固有の量ですが、質量は普遍的であり、科学の世界で長年の疑念を確認しながら、質量は保存されているという発見（またはデモンストレーション）が証明するために不可欠でした。
質量保存の法則
の 質量保存の法則 状態で、 クローズドシステム （宇宙全体を含む）、質量は化学的または物理的変化によって作成または破壊することはできません。言い換えると、 総質量は常に保存されます。生意気な格言「何が入る、出なければならない！」物理的な痕跡なしに単純に消えることは何も示されていないため、
酸素、水素、窒素、硫黄、炭素原子とともに放出された皮膚細胞のすべての分子のすべての成分がまだ存在しています。ミステリーサイエンスフィクションが示すように X-ファイル 真実について宣言します どこか.'
代わりに、「物質の保存の法則」と呼ぶことができます。重力がない場合、特に「大規模な」物体については世界で特別なことは何もないからです。関連性を誇張するのが難しいため、この重要な区別について詳しく説明します。
大量保存法の歴史
質量保存の法則の発見は、1789年にフランスの科学者アントワーヌラヴォワジエによって行われました。他の人は以前にこのアイデアを思いついていましたが、ラヴォアジエが最初にそれを証明しました。
当時、原子理論についての化学の一般的な信念の多くは、古代ギリシャ人からまだ来ていました、そして、より最近の考えのおかげで、それは火の中の何か（「フロギストン「）実際には物質だった。これは、灰の山が灰を生成するために燃やされたものよりも軽い理由を科学者が説明した。
加熱されたラボアジェ 酸化第二水銀 そして、化学物質の重量が減少した量は、化学反応で放出された酸素ガスの重量に等しいことに注意した。
化学者は、水蒸気や微量ガスなど、追跡が困難なものの質量を説明する前に、そのような法律が実際に機能していると疑ったとしても、物質保存の原則を適切にテストできませんでした。
いずれにせよ、これにより、化学反応で物質を保存する必要があるとLavoisierは述べました。つまり、化学方程式の各側の物質の総量は同じです。これは、化学変化の性質に関係なく、反応物の原子の総数（必ずしも分子の総数ではない）が生成物の量と等しくなければならないことを意味します。
質量保存の概要
質量保存の法則で人々が抱える困難の1つは、感覚の限界により法則のいくつかの側面が直感的でなくなることです。
たとえば、食べ物を1ポンド食べて水分を1ポンド飲むと、トイレに行かなくても6時間ほど後に体重が重くなる可能性があります。これは、食物中の炭素化合物が二酸化炭素（CO2）そして、呼吸中の（通常は目に見えない）蒸気で徐々に吐き出されます。
その核となるのは、化学概念としての質量保存の法則は、物理学を含む物理科学の理解に不可欠です。たとえば、衝突に関する運動量問題では、運動量やエネルギーなどの質量が保存されているため、システム内の総質量が衝突前の状態から衝突後の状態に変化していないと仮定できます。
物理科学で「保存」されているものは何ですか？
の エネルギー保存の法則 隔離されたシステムの総エネルギーは決して変化せず、多くの方法で表現できると述べています。これらの1つは、KE（運動エネルギー）+ PE（潜在的エネルギー）+内部エネルギー（IE）=定数です。この法則は、熱力学の最初の法則に準拠しており、質量のようなエネルギーが生成または破壊されないことを保証します。
勢い （mv）および 角運動量 (L = mvr）は物理学でも保存されており、関連する法則により、古典的な分析力学における粒子の挙動の多くが強く決定されます。
質量保存の法則：例
炭酸カルシウム、またはCaCOの加熱3、神秘的なガスを解放しながらカルシウム化合物を生成します。 1 kg（1,000 g）のCaCOがあるとしましょう3、これを加熱すると、560グラムのカルシウム化合物が残ることがわかります。
残りのカルシウム化学物質の可能性のある組成は何ですか？また、ガスとして放出された化合物は何ですか？
まず、これは本質的に化学の問題であるため、元素の周期表を参照する必要があります（例については「参考文献」を参照）。
CaCOの最初の1,000 gがあると言われます3。表の構成原子の分子量から、Ca = 40 g / mol、C = 12 g / mol、O = 16 g / molであり、炭酸カルシウム全体の分子量は100 g / mol（CaCOには3つの酸素原子があることに注意してください3）。ただし、1,000 gのCaCOがあります3、これは物質の10モルです。
この例では、カルシウム製品には10モルのCa原子が含まれています。各Ca原子は40 g / molなので、CaCOの後に残ったと安全に推定できるCaの合計は400 gです。3 加熱された。この例では、残りの160 g（560〜400）の後加熱化合物は10モルの酸素原子に相当します。これにより、440 gの質量が遊離ガスとして残されます。
平衡方程式は次の形式でなければなりません
10 CaCO3 →10 CaO +？
そしてその "？"ガスには炭素と酸素が何らかの組み合わせで含まれている必要があります20モルの酸素原子を持っている必要があります-+記号の左側にすでに10モルの酸素原子があります-したがって、10モルの炭素原子です。 「？」 CO2. （今日の科学の世界では、二酸化炭素のことを聞いたことがあるので、この問題は些細な問題になっています。しかし、科学者でさえ「空気」が何であるかさえ知らなかった時代を考えてください。）
アインシュタインと質量エネルギー方程式
物理学の学生は有名人と混同されるかもしれません 質量エネルギー方程式の保存 E = mc2 1900年代初頭にアルバートアインシュタインによって仮定されました。質量（またはエネルギー）の保存の法則に反するのではないかと疑問に思いました。
どちらの法律にも違反していません。代わりに、法律は質量とエネルギーは実際には同じものの異なる形であると断言しています。
状況を考えて、異なる単位で測定するようなものです。
現実世界の質量、エネルギー、重量
上記の理由により、無意識に質量と重量を同一視せざるを得ない場合があります。質量は、重力が混合されている場合にのみ重量ですが、経験では重力の場合にのみです。 じゃない 存在する場合（無重力の部屋ではなく地球上にいる場合）？
そのため、物質を、それ自体がエネルギーのように、特定の基本的な法律と原則に従う単なるものと考えることは困難です。
また、エネルギーが運動、電位、電気、熱、その他のタイプの間で形を変えることができるように、物質は同じことをしますが、物質の異なる形は呼ばれます 州：固体、気体、液体、プラズマ。
これらの量の違いを自分の感覚がどのように知覚するかをフィルタリングできる場合、物理学には実際の違いがほとんどないことを理解できるかもしれません。
「ハードサイエンス」で主要な概念を結びつけることは、最初は困難に思えるかもしれませんが、最終的には常に刺激的でやりがいがあります。