Массыг хадгалах зарчим нь хаалттай системд массыг үүсгэх эсвэл устгах боломжгүй гэдгийг харуулж байна. Энэхүү үндсэн ойлголт нь эрчим хүч, бодис, хими, физик, механик, физикийн хуулиуд, шингэний динамик зэрэг олон шинжлэх ухааны салбаруудыг холбодог.
Химийн хувьд химийн тэгшитгэлийг тэнцвэржүүлэхэд массыг хадгалах нь маш чухал юм. Энэ хууль нь химийн урвал дахь урвалжуудын масс нь бүтээгдэхүүний масстай тэнцүү байх ёстой гэсэн үг юм. Жишээлбэл, устөрөгчийн хий ( \(H_2\) ) ба хүчилтөрөгчийн хий ( \(O_2\) ) хооронд ус ( \(H_2O\) ) үүсгэх энгийн урвалыг авч үзье.
Тэгшитгэл: \(2H_2 + O_2 \rightarrow 2H_2O\)
Урвалын өмнөх 2 молекул устөрөгч ба 1 молекул хүчилтөрөгчийн хийн нийт масс нь урвалын дараа үүссэн 2 молекул усны масстай тэнцүү байна. Энэ нь урвалд орох бодисууд өөр өөр бодис болж хувирах үед ч масс хэрхэн хадгалагдаж байгааг харуулж байна.
Физик нь энергийн хувирал, шингэний динамик зэрэг янз бүрийн нөхцөлд массын хадгалалтыг судалдаг. Хуулийн дагуу хаалттай системд масс нь цаг хугацааны явцад тогтмол хэвээр байна.
Эрчим хүчний салбарт Альберт Эйнштейний алдарт тэгшитгэл \(E=mc^2\) масс ( \(m\) ) ба энерги ( \(E\) ) хоорондын хамаарлыг харуулдаг бөгөөд \(c\) байна. гэрлийн хурд. Энэ тэгшитгэл нь массыг энерги болон эсрэгээр хувиргаж болохыг харуулж байгаа боловч систем дэх масс ба энергийн нийт хэмжээ тогтмол хэвээр байна.
Шингэний динамикийн хувьд массын хадгалалт нь тасралтгүй байх зарчим болж хувирдаг. Янз бүрийн диаметртэй хоолойгоор урсаж буй шахагдашгүй шингэний хувьд массын урсгалын хурд тогтмол байх ёстой. Үүнийг \(A_1V_1 = A_2V_2\) гэж тодорхойлж болох ба энд \(A\) нь хоолойн хөндлөн огтлолын талбай, \(V\) нь шингэний хурд юм. Энэ тэгшитгэл нь хоолойн хэсэгт ижил хэмжээний масс орж, гарахыг баталгаажуулж, үйл ажиллагааны явцад массын хадгалалтыг харуулж байна.
Массын хадгалалт нь механик болон физикийн өргөн хүрээний хуулиудад, тухайлбал Ньютоны хөдөлгөөний хуулиудад чухал үүрэг гүйцэтгэдэг. Жишээлбэл, гадны хүчин байхгүй үед системийн импульс хадгалагдана. Хэрэв хоёр объект мөргөлдвөл биетүүд хэлбэр, хурд, чиглэлээ өөрчилж болох ч мөргөлдөхөөс өмнөх болон дараах нийт масс өөрчлөгдөөгүй хэвээр байна.
Физикийн хуулиудын хүрээнд массыг хадгалах нь эрчим хүчийг хадгалах үзэл баримтлалыг дэмждэг үндсэн зарчим юм. Эдгээр зарчмууд нь энгийн машинуудаас эхлээд нарийн төвөгтэй бүтэц хүртэлх физик системийн үйл ажиллагааг ойлгоход чухал ач холбогдолтой юм.
Хэд хэдэн энгийн туршилтууд нь массын хадгалалтыг харуулж чадна. Үүний нэг жишээ бол давсыг усанд уусгах явдал юм. Эхлээд ус, давсны массыг тусад нь хэмжиж, дараа нь давсыг уусгахын тулд шилэн аяганд хийнэ. Давсны уусмал бүхий шилэн аяганы нийт масс нь ус ба давсны бие даасан массын нийлбэртэй ижил байх нь массын хадгалалтыг харуулж байна.
Өөр нэг туршилт нь агаараар дүүрсэн бөмбөлөг гэх мэт хаалттай системийг хамардаг. Бөмбөлгийг жинлэж, дараа нь хөөргөж, агаар гаргахгүйгээр дахин жинлэхэд масс нь хэвээр байх болно. Энэ нь хэлбэр, эзэлхүүн нь өөрчлөгдсөн ч хаалттай систем доторх масс хадгалагдаж байгааг харуулж байна.
Массыг хамгаалах нь шинжлэх ухааны өргөн хүрээний салбаруудад хамаарах үндсэн ойлголт юм. Химийн урвал, энергийн хувирал, шингэний динамик эсвэл механик системд үл хамааран хаалттай системд массыг үүсгэх эсвэл устгах боломжгүй гэсэн зарчмыг байнга баримталдаг. Энэ зарчмыг ойлгох нь физик ертөнцийн талаарх бидний ихэнх ойлголтын үндэс болдог тул оюутнууд болон эрдэмтдийн хувьд маш чухал юм.
