Mass Conservation, Charge Conservation   질량 보존, 전하 보존

(2024-02-19)

질량 보존 법칙, 전하량 보존의 법칙, 전하 보존 법칙


1. 질량,전하의 `보존성` 및 `연속성`보존성
     - 물질 또는 전하가 홀연히 나타나거나 사라지지 않음
        . 대상 체적에서 빠져나가는,유입되는 물질,전하가 같음을 의미

  ㅇ 연속성                                                       ☞ 연속 방정식 참조
     - 물리량 보존과 관련된 미소(微小) 관점의 공간적 및 시간적 흐름의 연속성을 나타냄


2. 질량의 보존 (Mass Conservation) = 질량 보존 법칙질량이 생성되거나 소멸되지 않음  :  
[# \frac{d m}{d t} = 0 #]
- [참고] 한편, 화학반응에서의 질량보존은 ☞ 질량보존법칙 참조 . 화학반응에서 질량은 창조되지도 파괴되지도 않음 ㅇ 총 질량이 일정함 : {#m_{CV} = \text{const.}#} - 특정 공간 (검사 체적) 내 유출량,유입량은 같음 . 통상의 단일 흐름은, : 누적량 = 유입량 - 유출량 {# \dot{m}_{accum} = \dot{m}_{in} - \dot{m}_{out} #} ☞ 질량유량, 체적유량 참조 .. (내부 질량 유량) = (유입 질량 유량) - (유출 질량 유량) .. 즉, (내부 질량 시간 변화율) = (유입 질량 전달율) - (유출 질량 전달율) . 정상 상태 하에서는, : 유출량 = 유입량 {# \dot{m}_{in} = \dot{m}_{out} #} ㅇ 질량연속방정식 (Mass Continuity Equation) - 물질이 보존되는 공간에서, 물질(질량)의 연속성을 나타내는, 농도 관계식
[# - \frac{\partial n}{\partial t} = \nabla \cdot \mathbf{J} #]
. 입자 농도 n의 시간 변화율 (감소 or 증가) = 유량밀도 {#\mathbf{J}#}의 발산율 (발산 or 소멸) .. 농도시간 감소율 = 해당 영역에서 유량밀도발산(+) .. 농도시간 증가율 = 해당 영역에서 유량밀도의 소멸(-) 3. 전하량의 보존 (Charge Conservation) = 전하 보존 법칙 ㅇ 총 전하량이 일정함 :
[# \sum_i Q_i = \mathrm{const.} #]
- 한정된 공간 내 총 전하량은 변하지 않고 보존된다는 법칙 . 즉, `전하는 그 내부에서 결코 홀연히 발생되거나 소멸되지 않음` .. 다만, 반도체에서 두 대립되는 전하로써 전자 정공 쌍(EHP)의 생성과 재결합이 있으므로, .. 전류 흐름에는 영향을 미치나, 원자 단위의 총 전하량은 보존됨 ※ [참고] 전하량 보존 관계로부터, Kirchhoff의 전류법칙이 나타남

보존 법칙
   1. 보존 법칙   2. 운동량 보존법칙   3. 에너지 보존법칙   4. 역학적 에너지 보존법칙   5. 열역학 에너지 보존법칙(열역학 제1법칙)   6. 질량,전하 보존법칙   7. 연속 방정식  


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