Uvod
Jedan od osnovnih zakona prirode je zakon održanja mase, koji kaže:
Masa zatvorenog sistema ostaje konstantna, bez obzira na promene koje se u njemu dešavaju.
Ovaj zakon je prvi jasno formulisao Antoan Lavoazje krajem 18. veka, kada je dokazao da se masa ne gubi niti stvara tokom hemijskih reakcija, već se samo menja oblik i raspored materije.
Šta znači zatvoren sistem?
Zatvoren sistem je sistem koji ne razmenjuje materiju sa okolinom. U takvom sistemu, ukupna masa svih supstanci pre i posle reakcije je ista:
$ m_{\text{pre}} = m_{\text{posle}} $
Primena zakona u hemiji
Kod hemijskih reakcija, atomi se ne uništavaju niti stvaraju – oni se samo reorganizuju u nove molekule. Zato masa reaktanata (supstanci koje učestvuju u reakciji) mora biti jednaka masi produkata (supstanci koje nastaju):
$ \text{Masa reaktanata} = \text{Masa produkata} $
Primer: Sagorevanje ugljenika: $ \text{C} + \text{O}_2 \longrightarrow \text{CO}_2 $
Ako imamo 12 g ugljenika i 32 g kiseonika, nastaje 44 g ugljen-dioksida.
Primena zakona u fizici
Zakon održanja mase važi i u fizici, ali uz napomenu da se u modernoj fizici masa i energija posmatraju zajedno. Prema Ajnštajnovoj relaciji:
$ E = m \cdot c^2 $
Masa se može pretvoriti u energiju i obrnuto, ali ukupna količina mase i energije u zatvorenom sistemu ostaje konstantna.
Eksperimenti koji potvrđuju zakon
- Lavoazjeov eksperiment: Zatvorio je supstance u hermetički zatvorenu posudu i merio masu pre i posle reakcije. Rezultat: masa se nije promenila.
- Industrijski procesi: U proizvodnji, masa ulaznih sirovina jednaka je masi proizvoda i otpada.
Zašto je zakon važan?
- Omogućava tačne proračune u hemiji i fizici.
- Osnova je za stehiometriju – računanje količina supstanci u reakcijama.
- Primena u tehnologiji, ekologiji i svemirskim istraživanjima.
Ključne poruke
- Masa se ne stvara niti uništava – samo prelazi iz jednog oblika u drugi.
- U zatvorenom sistemu:
$ m_{\text{ukupno}} = \text{konstanta} $ - U savremenoj fizici masa i energija su povezane:
$ E = m \cdot c^2 $