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質量と電荷の両方の保存を示す方程式は何ですか?

質量と電荷の両方の保存を普遍的に表す単一の方程式はありません。ただし、物理学のさまざまな分野の原則を組み合わせて、この概念を紹介することができます。

1。化学反応:

* 質量の保存: 反応物の総質量は、製品の総質量に等しくなければなりません。これは、各要素の原子の数が両側で等しいバランスのとれた化学式で表されます。

* 充電の保全: 反応物の総電荷は、製品の総電荷に等しくなければなりません。これは、方程式の両側の電荷のバランスをとることで保証されます。

例:

ナトリウム(NA)と塩素(Cl)との反応は、塩化ナトリウム(NaCl)を形成します。

2Na +cl₂→2nacl

* 質量保全: Na + 1分子の2つの原子=2分子=2分子のNaCl。

* 電荷保全: 2na⁺(正電荷) + 2cl⁻(負の電荷)=0(中立電荷)

2。核反応:

* 質量エネルギーの等価(アインシュタインの方程式): E =MC²、ここでEはエネルギー、Mは質量、Cは光の速度です。この方程式は、質量とエネルギーが交換可能であることを示しています。

* 充電の保全: 反応物の総電荷は、製品の総電荷に等しくなければなりません。

例:

ウラン-235の核核分裂:

¹²⁵u+¹n→¹⁴¹ba +⁹²kr +3¹n

* 質量エネルギーの等価性: 一部の質量はエネルギーに変換されます(製品の運動エネルギーとして放出)。

* 電荷保全: 92プロトン¹²N=56プロトン中の92プロトン¹n=56陽子 +3¹nの36個のプロトン。

3。粒子物理学:

* バリオン番号の保存: バリオン(陽子と中性子)の総数は一定のままでなければなりません。

* Lepton番号の保存: レプトンの総数(電子、ムーン、およびTAUS)は一定のままでなければなりません。

重要な注意: これらの例は、質量と電荷の両方の保存を示していますが、高エネルギー物理学の粒子相互作用のように、質量はエネルギーに変換できるため、質量が厳密に保存されない可能性があることを覚えておくことが重要です。

結論として、質量と電荷の両方の保存をカプセル化するための単一の方程式は存在しませんが、保存の原則は物理学のさまざまな分野に適用され、これらの基本量が異なるプロセスで一定のままであることを保証します。

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