כימיה היא ענף מרתק במדע העוסק באינטראקציות וביחסים בין חומר ואנרגיה. זה כולל יצירת חומרים באמצעות חיבור יסודות בצורת אטום לאשכולות הנקראים מולקולות, ואת התגובות המתרחשות לאחר מכן בין החומרים הנוצרים הללו. בתהליך של מחקר והבנה של אינטראקציות אלה, פותחו כללים שונים, או חוקי מדע. אחד ממצוות המדע הללו החל על כל אינטראקציות כימיות, פיזיקליות או אחרות נקרא חוק שימור המסה.
ההגדרה
חוק שימור המסה קובע שכאשר תגובות כימיות מתרחשות במערכת סגורה, חומר לעולם לא יכול להיווצר או להרוס אלא במקום זאת פשוט הופך. החומר עשוי לשנות צורה, לעבור טרנספורמציה בהרכבו הכימי, או לאבד או לשנות רבות מתכונותיו, אך כמות המסה הנכנסת למשוואה הכימית תמיד זהה לכמות בסופו של דבר.
vchal / Getty Images
מערכת סגורה
חוק שימור המסה חל רק על תגובות המתרחשות במערכת סגורה לחלוטין. אם התגובה מתרחשת בסביבה החשופה לחומר או אנרגיה חיצונית, היא יכולה לרכוש מסה מאותן אינטראקציות חיצוניות או לאבד להן מסה במקום זאת. חשוב בעת החלת הלכת חוק זה כי מדובר במערכת סגורה לחלוטין מאושרת.
איך לפתור קוביית רוביקס מכל מקום
RomoloTavani / Getty Images
תַגלִית
ישנה אי ודאות באשר למי גילה לראשונה את חוק שימור המסה. התיעוד המוקדם ביותר של מדען שהזכיר את החוק נמצא ביומנו של המדען הרוסי מיכאיל לומונוסוב, שנכתב על ניסוי שביצע בשנת 1756. עם זאת, המדען הצרפתי אנטואן לבואזיה ערך ניסויים נרחבים בנוגע לתופעה, ובשנת 1774 הוא תיעד פרטים רבים הגדרות לגבי החוק.
הגדרות שולחן פשוטות
BlackQuetzal / Getty Images
לפזר את האלכימיה
אחת המשמעויות של חוק שימור המסה היא שהוא עזר להסיט את הקהילה המדעית העתיקה מהאי-מדע המתעתע שנקרא אלכימיה. תורת האלכימיה התרכזה סביב האמונה שניתן ליצור חומר באמצעות תגובות כימיות, שאפשרו לייצר חומרים יקרים כמו זהב בתהליך מדעי. מדענים רבים רכשו את התורות הללו, וחוק שימור המסה עזר להפיג את המיתוסים הללו ולהחזיר מוחות טובים רבים למדעים הניתנים לאימות.
monsitj / Getty Images
עקביות דרך שינוי
בתהליך של תגובה כימית, חל חוק שימור המסה למרות שתוצאות התגובה הכימית עשויות לייצר שינויים דרסטיים בחומרים המעורבים בתגובה. כל ההגדרה של החומרים יכולה להשתנות, והמאפיינים הפיזיים שלהם עשויים להשתנות למצב אחר לגמרי, אבל גם עם כל השינויים האלה שעלולים להתרחש, החוק עדיין נכון והמסה הכוללת של התוצאה הסופית תמיד תסתכם לכמות שהייתה שם בהתחלה.
artisteer / Getty Images
חוק לבואזיה
חוק שימור המסה מכונה לפעמים חוק לבואזיה. הסיבה לכך היא המחקר והתיעוד הנרחבים שהכימאי הצרפתי סיפק במחקריו בנושא. מיוחס לו הגדרת החוק כאשר הוא קבע שלא ניתן ליצור או להרוס אטומים של עצם, אלא שהם רק מזיזים מסביב ולכן משתנים לחלקיקים או מולקולות שונות.
למה אני רואה 555
Bonilla1879 / Getty Images
אחות חוקים
חוק דומה לחוק שימור המסה הוא חוק שימור האנרגיה. מכיוון שמסה ואנרגיה פועלות באינטראקציה כדי לבצע את כל הפעולות בעולם סביבנו, אותם חוקים חלים על שניהם בתהליך של כל התגובות הכימיות או האינטראקציות המתרחשות. שני החוקים מיושמים תמיד זה לצד זה ונחשבים לשניים מחוקי האחיות של המדע.
Pattadis Walarput / Getty Images
תצפיות מוקדמות
היוונים הקדמונים התייחסו מספר פעמים לאמונה שכמות החומר אכן מוגבלת ולא ניתן ליצור או להרוס. רוב התצפיות הללו הגיעו בתקופה שבה הם שקלו את אבני הבניין הבסיסיות של כל החומר, שאותם טבעו את האטומים. האטומים יהפכו מאוחר יותר לאטום, ויוכרו כבסיס לכל המסה. אטומים מתחברים עם אטומים אחרים ויוצרים מולקולות. הם המרכיבים של כל החומרים סביבנו ביקום כולו.
vchal / Getty Images
קשר פילוסופי
פילוסופים יוונים יוחסו גם בקשר של עקרונות דומים לחוק שימור המסה. אמנם לא בהתייחס למדעים אלא בהערכות הפילוסופיות שלהם לחיים בכלל. הביטוי הפילוסופי, שום דבר לא בא מכלום קובע שהיקום הוא מערכת מוגבלת. כל מה שקיים עכשיו היה קיים תמיד. גם אפיקורוס כתב, מכלול הדברים היה תמיד כפי שהוא עכשיו, ותמיד יהיה'. זוהי התבוננות דומה במצבו של כל מה שקיים.
FotoDuets / Getty Images
חריגים לחוק
חוק שימור המסה נבדק והוכח כנכון. זה שימושי בתחומים שונים של מדע כולל כימיה, פיזיקה, מכניקה ודינמיקת נוזלים. הזמן היחיד שבו החוק כבר לא חל או מופר הוא במקרה של פיזיקה גרעינית. על ידי השמדה יעילה של הרכיבים הגרעיניים של אטום, המסה אינה קיימת עוד בצורתה המקורית.
vice city xbox 360
EzumeImages / Getty Images