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최근 수정 시각 : 2024-11-14 14:08:53

질량 보존 법칙

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1. 개요2. 창작물에서3. 여담


1. 개요

Law of Conservation of mass

프랑스의 과학자 앙투안 라부아지에가 발견한, 닫힌 계의 질량은 상태 변화에 관계없이 변하지 않고 같은 값을 유지한다는 법칙이다.

물질은 갑자기 생기거나, 없어지지 않고 그 형태만 변하여 존재한다는 뜻을 담고 있다. 매우 단순하고 당연한 말 같지만 수많은 과학 이론들의 받침이 되는 아주 근본적이면서도 중요한 위치에 있는 법칙이다. 닫힌 계에서의 화학 반응에서는 (반응물의 총 질량) = (생성물의 총 질량) 이란 수식을 만족하는데, 변화가 일어나기 전 물질의 총 질량과 변화가 일어난 후 원자의 배열은 바뀌지만 물질의 총 질량은 서로 같다. 즉 물체가 고체, 액체, 기체 중 어떤 상태가 되어도 본래 그 물체가 가지고 있던 질량은 변하지 않는다는 것. 화학에서는 정량분석(定量分析)의 기본이 되는 중요한 법칙이다. 중3 과학 시간에 중요하게 다뤄지는 법칙.

알베르트 아인슈타인 상대성 이론 등장 후 에너지 보존의 법칙과 통합되어 명칭이 '질량-에너지 합의 보존 법칙'으로 바뀌었다. 그러나 질량과 에너지의 상호전환은 '일상적인 스케일'의 변화에선 완전히 의미가 없을 정도로 적은 양이기 때문에[1] 일반적인 화학반응에는 평범한 질량 보존의 법칙이 성립하며 상대론을 고려할 경우에도 에너지 보존 법칙은 성립한다. 즉, 일반적인 화학 반응에서 물질의 에너지가 증가해도 그 질량변화 정도는 굉장히 작아서 관측할 수 없는 정도다. 빅뱅 우주론 같은 우주의 기원을 설명할 때 필수적으로 들어가는 법칙이기도 하다.

2. 창작물에서

창작물에서는 흔히 무시되곤 한다. 거대한 질량이 순식간에 나타나거나 사라지는 것은 작품을 전개하는 데 매우 편리한 요소이기 때문이다. 어차피 창작물에 등장하는 개념을 독자가 질량을 재볼 수 있는 것도 아니니 이를 두고 '질량이 손실되었지 않느냐' 라고 문제 삼을 수도 없는 노릇이다. 오히려 창작물에서 흔히 그러듯 질량 보존의 법칙을 무시하는 줄 알았는데 질량이 유지되어 특이한 전개를 보이는 예들이 드물게 나타난다.[2]

아래는 창작물에서 질량 보존 법칙이 적용되지 않는 것처럼 보이는 예이다.

3. 여담



[1] [math(E=mc^2 )] 공식을 살펴보면, [math(c^2)]이면 대략 [math(9 \times 10^{16})]정도의 값이다. 약 9경 정도의 값이다. 그런데 우리 일상생활에서 이 정도로 큰 스케일의 에너지가 변환되는 것은 볼 수가 없다. 이는 일상생활에선 변환되는 [math(m)], 즉 질량의 값이 매우 작아 거의 없는거나 마찬가지이기 때문이다. [2] 웹툰 골방환상곡에서는 축소 광선으로 차를 줄였지만 이 법칙 때문에 들고 가지 못하는 장면이 나온다. 또봇 V에도 비슷한 에피소드( 당첨! 하나 더!)가 있다. [3] 하지만 드래곤은 비행 능력이 있다. 즉 인간화되어도 비행 능력만 사라지지 않았다면 바닥으로부터 약간만 떠있어도 집이 무너지지는 않을 것이다.아니 근데 그 질량으로 비행하면 결국 그 무게만큼 밑으로 힘을 주는 거니까 그게 그거 아닌가 [4] 단, 본 작품은 이데아에 간섭하여 본체 자체가 인간형으로 치환되는만큼(즉, 변신이 아니라 바꿔치기) 해당사항이 아닐 수도 있다. [5] 근대의 이론이나 발명품들은 대체로 최초로 이룩한 사람이 동시다발적으로 나타난다.