Masa snovi pri gorenju
-
Gost
Masa snovi pri gorenju
Kaj se zgodi z maso snovi pri gorenju? Pepel, ki ga dobimo iz peči, je precej lažji, kot so bila drva, ki so zgorela. Se je masa mogoče spremenila v toplotno energijo, ki jo snov odda pri gorenju?
Ne, na srečo ne! Pepel je toliko lažji, ker so nam ostali produkti gorenja, predvsem ogljikov dioksid in vodna para, pobegnili skozi dimnik! Če bi vse produkte skrbno ulovili in stehtali, bi ugotovili, da je vsota masa drv in kisika, ki se porabi pri gorenju, enaka vsoti mas pepela, plinov in morebitnih kapljevin, nastalih pri gorenju. Res?
Če bi tehtali zelo zelo natančno, bi ugotovili, da je masa produktov v resnici manjša od mase reaktantov! In to res na račun toplote, sproščene pri gorenju! Kako to? Da ne bi po nepotrebnem komplicirali, primerjajmo mirujoče reaktante in produkte pri isti temperaturi. Če zanemarimo delo zaradi raztezanja plinastih produktov (zaradi katerega je sproščena toplota nekoliko manjša), je notranja energija produktov ravno za oddano toploto manjša od notranje energije reaktantov. Notranja energija je polna energija sistema (pridevnik notranja je zdaj pravzaprav odveč), sestavljena iz kinetične energije molekul in potencialne energije vezi v molekulah in med molekulami. Zanjo tako velja Einsteinova zveza E=mc2, z drugimi besedami, manjša energija produktov pomeni tudi manjšo maso le-teh. Situacija je povsem enaka kot pri jedrskih reakcijah, kjer je masa jeder, nastalih s cepitvijo ali zlivanjem, pravtako manjša od mase začetnih jeder, le da so tam energijske spremembe in s tem tudi spremembe mase okrog milijonkrat večje kot pri kemijskih reakcijah (“nukleonske vezi” v jedru imajo milijonkrat večjo energijo od kemijskih – elektronskih). Poglejmo še, za koliko se zmanjša masa produktov pri sežigu kilogramskega polena. Specifična sežigna toplota lesa je okrog 15 MJ/kg, to je torej razlika med energijo reaktantov in produktov. Po Einsteinovi formuli ji ustreza razlika mas 0,00017 mikrogramov. Če se nam to zdi kar dosti, nas potolaži dejstvo, da peč ravno toliko mase pridobi, s tem ko se segreje…
Če bi tehtali zelo zelo natančno, bi ugotovili, da je masa produktov v resnici manjša od mase reaktantov! In to res na račun toplote, sproščene pri gorenju! Kako to? Da ne bi po nepotrebnem komplicirali, primerjajmo mirujoče reaktante in produkte pri isti temperaturi. Če zanemarimo delo zaradi raztezanja plinastih produktov (zaradi katerega je sproščena toplota nekoliko manjša), je notranja energija produktov ravno za oddano toploto manjša od notranje energije reaktantov. Notranja energija je polna energija sistema (pridevnik notranja je zdaj pravzaprav odveč), sestavljena iz kinetične energije molekul in potencialne energije vezi v molekulah in med molekulami. Zanjo tako velja Einsteinova zveza E=mc2, z drugimi besedami, manjša energija produktov pomeni tudi manjšo maso le-teh. Situacija je povsem enaka kot pri jedrskih reakcijah, kjer je masa jeder, nastalih s cepitvijo ali zlivanjem, pravtako manjša od mase začetnih jeder, le da so tam energijske spremembe in s tem tudi spremembe mase okrog milijonkrat večje kot pri kemijskih reakcijah (“nukleonske vezi” v jedru imajo milijonkrat večjo energijo od kemijskih – elektronskih). Poglejmo še, za koliko se zmanjša masa produktov pri sežigu kilogramskega polena. Specifična sežigna toplota lesa je okrog 15 MJ/kg, to je torej razlika med energijo reaktantov in produktov. Po Einsteinovi formuli ji ustreza razlika mas 0,00017 mikrogramov. Če se nam to zdi kar dosti, nas potolaži dejstvo, da peč ravno toliko mase pridobi, s tem ko se segreje…