질량 보존 법칙

Conservation of mass
質量保存─法則

1 개요

요약본.

질량 반응의 법칙과는 전혀 다른 법칙이다.

닫힌 계의 질량은 상태 변화에 상관없이 변하지 않고 계속 같은 값을 유지한다는 법칙이다. 물질은 갑자기 생기거나, 없어지지 않고 그 형태만 변하여 존재한다는 뜻을 담고 있다. 다시 말해, 닫힌계에서의 화학 반응에서, (반응물의 질량) = (결과물의 질량) 이란 수식을 만족한다. 변화가 일어나기 전 물질의 총 질량과 변화가 일어난 후 원자의 배열은 바뀌지만 물질의 총 질량은 서로 같다. 간단하게 말하자면 물체가 고체, 액체, 기체 중 어떤 상태가 되도 본래 그 물체가 가지고 있던 질량은 변하지 않는다는 법칙이다. 화학에서는 정량분석(定量分析)의 기본이 되는 중요한 법칙이다.

아인슈타인의 상대성 이론 등장 후 에너지 보존의 법칙과 통합되어 '질량-에너지 합의 보존 법칙'으로 바뀌었다. 그러나 질량과 에너지의 상호전환은 '일상적인 스케일'의 변화에선 완전히 의미가 없을 정도로 적은 양이기 때문에 일반적인 화학반응에는 평범한 질량보존의 법칙이 성립한다. 어쨌든 상대론을 고려할 경우에도 에너지 보존의 법칙은 성립한다. 즉, 일반적인 화학 반응에서 물질에 에너지를 가한다고 해도 그것이 그대로 질량으로 바뀌어서 저울에 나타나는 것은 아니다.

2 발견

이 법칙은 근대 화학의 아버지 앙투안 로렌 라부아지에가 최초로 정식화하였다. 그러나 이전에도 미카일 로모노조프(Mikhail Lomonosov) 등이 언급한 바가 있다.

3 예시

예를 들자면, 수소 1g과 산소 8g이 반응하면 물 9g이 발생한다.

일정 성분비의 법칙에 의해 수소와 산소의 반응 질량비는 1:8이며, 또한 이때 수소는 2g당 1부피, 산소는 32g당 1부피이므로 부피비는 기체 반응의 법칙에 의해 부피비는 2:1.

4 창작물에서

• 위에 예시로 나온 웹툰 골방환상곡에서는 축소 광선으로 차를 줄였지만 이 법칙 때문에 들고 가지 못하는 장면이 나온다.

4.1 고증오류

만화나 게임, 심지어 영화나 드라마에서도 아무리 봐도 질량 보존의 법칙에 어긋나는 묘사를 하는것을 자주 볼 수 있는데, 이는 연출이라거나 구성 상의 문제 때문에 과학 관련 고증오류 중 가장 빈번히 일어난다. 존나 천재라고 해도 물리법칙은 무시 못한다고!

• 트랜스포머 시리즈나 용자 시리즈는 차량에서 로봇으로, 또는 로봇에서 차량으로 변신. 합체할 떄 크기가 제멋대로 늘어났다 줄어들었다 한다. 예를 들어 일반적인 크기의 승용차가 실제 로봇으로 변신한다면 통상 5~6미터 정도가 되어야 하지만 막상 극중에 나온 모습을 보면 10미터는 거뜬히 넘기는 것처럼 보인다. 게다가 아예 브라이싱크론이라는 설정으로 이 오류를 메우고 있는데 브라이싱크론 항목을 보면 알겠지만 현실에선 물리법칙을 정면으로 거스르는 황당한 변신들이다.

• 포켓몬스터에서 거대 포켓몬을 몬스터볼로 잡아도 사실 질량 보존의 법칙에 의거하여 가지고 가는 것은 불가능하다. 혹은 트레이너의 근력이 인간을 초월하지 않으면 안된다.(...)사실 포켓몬들은 가볍다고 카더라 몬스터볼 안에서는 포켓몬들이 에너지의 형태로 바뀌어 저장되나보다 그쪽사람들은 0.1톤 포켓몬을 머리에 이고 다니는데 뭐..

• 드래곤볼에서 부르마는 호이포이 캡슐로 집까지 들고 다닌다.(...) 사실 부르마가 크리링 뺨치게 힘이 센거다!

• 마블 코믹스에는 방사능 연구의 선구자인 정도로 천재 박사지만 본인이 때때로 의도치 않게 질량 보존의 법칙을 무시한다는 사실에 대해서는 의문을 갖지 못하는 신기한 분이 나오신다. 하지면 주변의 에너지를 모두 질량으로 바꿔서 변한다고 하면 어떨까? 이 분도 계신다

• 원피스에는 킬로킬로 열매 등과 같이 몸무게를 마음대로 바꿀 수 있는 능력자가 등장한다.애초에 주인공이 고무인간이다

• 여러 로봇 만화에서 로봇들의 변신. 특히 트랜스포머와 용자 시리즈에 나오는 로봇들 대부분. 더 자세한건 브라이싱크론항목 참조.

• 탐정 오페라 밀키 홈즈의 유즈리자키 네로가 애니메이션에서 토이즈로 질량 보존의 법칙따윈 무시해 버리고 여러가지 기계를 창조하는 모습을 보인다(...)

• w(드라마)에서 만화속으로 들어갈 때는 전체 질량이 줄어들고 반대인 경우에는 질량이 증가한다.