قانون حفظ الكتلة

الكتلة

تعد الكتلة من الخواص الأساسية لجميع المواد، وتعرف بأنّها مقدار مقاومة الجسم لتغير سرعته أو مكانه عند تطبيق قوة خارجية عليه، فكلما زادت كتلة الجسم قل التغيير الناجم عن القوة المطبقة، وعادةً ما تقاس كتلة الأجسام بالكيلو غرام، وعلى الرغم من ارتباط الوزن بالكتلة، إلا أنّهما يختلفان عن بعضهما البعض، حيث يعرف الوزن بأنّه كمية القوة التي تتعرض لها المادة بسبب الجاذبية الأرضية، وبالتالي فإنّ الوزن يختلف من مكان إلى آخر، بينما تبقى كتلة الجسم ثابتة بغض النظر عن موقعها في ظل الظروف العادية، واعتمادًا على هذه النظرية فإنّ كتلة الجسم لا تتغير أبدًا، وفي ما يأتي سيتم الحديث عن قانون حفظ الكتلة.^[١]

قانون حفظ الكتلة

يعد قانون حفظ الكتلة من الأساسيات التي تعتمد عليها دراسة المادة والطاقة وكيفية تفاعلها، إذ ينصّ هذا القانون على أنّ المادة لا يمكن استحداثها أو تدميرها، لكن يمكن أن تتغير من شكل إلى آخر، ويستخدم أيضًا هذا القانون لموازنة المعادلات الكيميائية، بحيث يجب أن تكون كتلة المواد المتفاعلة تساوي كتلة المواد الناتجة من التفاعل الكيميائي، كما استفاد علماء الكيمياء من قانون حفظ الكتلة، حيث ساعدهم على فهم أنّ المواد لا تختفي نتيجةً لتفاعلاتها بل تتحول إلى مادة أخرى ذات كتلة متساوية، ويعرف هذا القانون أيضًا عند بعض العلماء باسم قانون لافوازييه، حيث يعود الفضل باكتشاف هذا القانون إلى ميخائيل لومونوسوف أو أنطوان لافوازييه، حيث قال لافوازييه في تعريفه لهذا القانون بأنه لا يمكن إنشاء ذرات جسم ما أو إتلافها، ولكن يمكن تحريكها وتحويلها إلى جزيئات مختلفة.^[٢]

قانون حفظ الكتلة في الفيزياء الحديثة

تم الطعن في قانون حفظ الكتلة مع ظهور قانون النسبية الخاصة، حيث اقترح آينشتاين وجود تكافؤ بين الكتلة والطاقة، ولقد تضمنت هذه النظرية عددًا من الإثباتات كفكرة أنّ الطاقة الداخلية للنظام يمكن أن تساهم في كتلة النظام بأكمله أو أن تلك الكتلة يمكن تحويلها إلى إشعاع كهرومغناطيسي، ولكن صرح ماكس بلانك بأن التغير في الكتلة الذي يحدث في النظام نتيجة لإزالة أو إضافة طاقة كيميائية يكون صغيرًا جدًا، بحيث لا يمكن قياسه بالأدوات المتوفرة حاليًا ولذلك لا يمكن استخدامه لاختبار نظرية النسبية الخاصة.^[٣]

ذكر آينشتاين بأنّ الطاقة المرتبطة بالنشاط الإشعاعي المكتشف حديثًا كانت مهمة بدرجة كافية مقارنةً بكتلة الأنظمة المنتجة لها، إذ يمكن قياس تغير الكتلة عند إزالة طاقة التفاعل من النظام، ولقد تم إثبات هذه الفرضية لاحقًا، حيث تمكن كوكروفت ووالتون من إثبات أول اختبار ناجح لنظرية آينشتاين التي تتعلق بفقدان الكتلة مع فقدان الطاقة، ومن ثم تم إسقاط قانون حفظ الكتلة وقانون حفظ الطاقة ليحل محلهما قانون أكثر شمولًا يعرف باسم تكافؤ الكتلة - الطاقة، كما قامت النسبية بإعادة تعريف مفهوم الكتلة والطاقة، بحيث أصبح من الممكن استخدامهما بالتبادل.^[٣]

المراجع

1. ↑ "Mass", www.britannica.com, Retrieved 06-01-2020. Edited.
2. ↑ "Law of Conservation of Mass", www.thoughtco.com, Retrieved 06-01-2020. Edited.
3. ^ ^{أ ب} "Conservation of mass ", www.wikiwand.com, Retrieved 09-01-2020. Edited.