5. Количество вещества ν\nuν
ν\nuν – это буква греческого алфавита. Произносится как «ню». Ну просто такая традиция обозначать количество вещества греческой буквой «ню».
Количество вещества ν\nuν – это, по сути, количество тех самых «кучек», «мешочков», «коробочек» или чего-то ещё, по которым и распределяли частицы.
Масса вещества — Справочник химика 21
Основными показателями электрохимических производств являются выход по току, степень использования энергии, расходный коэффициент по энергии, напряжение, приложенное к электролизеру, и др. Большинство вычислений основано на законе Фарадея, согласно которому масса вещества, выделившегося при электролизе, пропорциональна силе тока /, времени электролиза т и электрохимическому эквиваленту этого вещества Э,.,. Масса веществ вычисляется по формуле [c.200]Наиболее часто встречаются отклонения, связанные с протеканием различных процессов в исследуемых растворах. Как уже упоминалось ранее, поглощение прямо пропорционально числу поглощающих частиц. Однако в результате различных процессов, таких, как гидролиз и сольватация, ионная сила раствора при сохранении постоянства общей массы веществ, число поглощающих частиц данного вида и их энергетическое состояние могут изменяться, что является основной причиной, вызывающей отклонение от закона Бугера — Ламберта — Бера. Известно, например, что многие химические процессы, протекающие в растворах, связаны с концентрацией Н+-ионов. Кроме того, изменение pH раствора приводит к различной степени связанности иона металла в комплексное соединение, к изменению его состава или даже к его разрушению.
Так как р . = (где — молекулярная масса вещества [c.29]
Выход по току определяется отношением массы вещества, выделившегося при электролизе, к массе веще- [c.200]
К счастью, установить правильные атомные веса можно и другими способами. Например, в 1818 г. французский химик Пьер Лун Дюлонг (1785—1838) и французский физик Алексис Терез Пти (1791—1820) определили атомный вес одного из таких элементов . Они обнаружили, что удельная теплоемкость элементов (количество теплоты, которое необходимо полвести к единице массы вещества, чтобы повысить его температуру на один градус) обратно П ропорцн-ональил атомному весу. Иными словами, если атомный вес элемента X вдвое больше атомного веса элемента у, то после поглощения одинаковыми весовыми количествами элементов одинакового количества тепла температура у повысится вдвое больше, чем температура X. Это и есть закон удельных теплоемкостей. [c.61]
Плотностью называют массу вещества, заключенную в единице объема [c.38]
Классическими методами анализа обычно называют определение объема вещества, расходуемого при реакции (объемный анализ, иначе титриметрический анализ), или массы вещества, полученного в результате реакции (весовой анализ, иначе гравиметрический анализ). В XX в. были разработаны новые, физические, методы анализа, а именно измерение поглощения света, изменения электрической проводимости и другие более тонкие и более сложные методы
В большинстве случаев. масса вещества определяется отдельно для твердой, жидкой и газовой фаз. Таким образом, уравнение материального баланса имеет вид [c.62]
В количественном анализе основным прибором являются весы. Нужно иметь в виду, что на весах измеряют массу вещества, а не вес, т. е. не силу тяжести. [c.15]
В качестве адсорбентов применяются твердые вещества, имеющие большую удельную поверхность, отнесенную обычно к единице массы вещества. Удельная поверхность адсорбентов колеблется от сотен до десятков сотен квадратных метров на грамм в зависимости от вида и сорта адсорбента. В технике широко применяются адсорбенты с удельной поверхностью 600—800 м2/г. [c.88]
Коэффициент дымообразования — количество дыма, выделяющегося при сгорании единицы массы вещества характеризует способность веществ к образованию дыма при горении. По дымообразующей способности вещества подразделяют на три группы с малой дымообразующей способностью — коэффициент дымообразования меньще или равен 50, с умеренной дымообразующей способностью — коэффициент дымообразования больше 50, но меньше или равен 500 и с высокой дымообразующей способностью — коэффициент дымообразования более 500. [c.13]
Количество любого химического вещества, присутствующего в системе, может измеряться его массой или числом молей. Если mJ — молекулярная масса вещества Л/ — — масса этого вещества и NJ — чпсло молей, то [c.22]
Массовая концентрация. Если масса вещества А в объеме V равна Mj, то массовая концентрация, или плотность вещества Аj, определяется по формуле
М, — масса вещества А,, ед. масса. [c.37]
А, —константа скорости при температуре поверхности. т, nij — молекулярная масса (вещества Aj). [c.146]
В уравнении для At концентрацию можно заменить отношением массы растворенного вещества в 1000 г растворителя т к молярной массе этого вещества М. Тогда Ai = k m/M). С помощью этой формулы нетрудно подсчитать молярную массу вещества. [c.132]
Необходимо отметить, что величина М является также молекулярной массой вещества, т. е. ею может быть выражено, во сколько раз масса рассматриваемого химического элемента или соединения больше 1/х2 части массы атома углерода принятой за основу измерений. В соответствии с такой интерпретацией молекулярная масса представляет собой безразмерную величину. В дальнейшем изложении принято, что величина М выражается в кг кмоль или г моль. [c.26]
По заданному числу молей любого вещества легко найти его массу, а по заданной массе вещества — число молей. [c.24]
По массовому составу можно рассчитать плотность стабильного конденсата. Поскольку плотность — это масса вещества в единице объема, для расчета необходимо знать массу жидкости и ее объем. Примем, что масса смеси составляет 1 кг, тогда масса каждого, входящего в смесь компонента, численно равна его массовой доле. Зная массу каждого компонента и [c.26]
Энтальпия (прежде 1[азывавшаяся теплосодержанием), отнесенная к единице массы вещества, выражается в дж1кг, кдж/кг и ккал/ка. [c.8]
Решение. Рр = 1п (известняка)/ т (извести). Запишем уравнение реакцпп СаСО , = СаО+СОа- -ДЛ/, Опреде,лнм молярную массу СаСО, и СаО если Л1г(СаС0з) = 100,1, то М(СаСОз) = = 100,1 г/моль, п. И 100-10- т/моль. Таким же способом вычисляется молекулярная масса если Мг(СаО) =56,1, то (СаО) =56,1 г/моль, нлн 56-10- т/моль. Вычислим массу вещества оксида кальция, содержащегося в 1 т извсстн 6 сао = 1-0,94 = 0,94. Количество оксида кальция будет гс.ао = 0,94/56-И)- = 1 б 857. ( огласно уравнению реакции количество вещества карбоната кальция также равно
При ответе на первый вопрос необходимо учесть, что процессы химической технологии обычно не могут быть описаны с позиций электрических и магнитных явлений или с позиций теории поверхностных явлений. Кроме того, в большинстве случаев нет необходимости в данных о потенциальной и кинетической энергии потоков массы веществ. Поэтому в дальнейшем описание элемента процесса в технологической схеме процесса будет считаться полным, если в месте входа и выхода из элемента процесса для каждой фазы будет приведено /с + 2 данных (потоки компонентов, теплоты, импульса ). [c.33]
Согласно закону сохранения массы, сумма накоплений (за время dt) массы вещества, движущегося в трех направлениях, должна быть равна убыли массы в объеме dV [c.50]
В качестве внесистемной индивидуальной единицы массы применяют моль и киломоль. Кргломолем кмолъ) называется масса вещества в килограммах, численно равная молекулярному весу. [c.7]
Поскольку кривая ИТК в координатах отгон — температура (х—, t) представляет собой типичную вероятностную кривую распределения случайных величин в качестве характеристики состава непрерывной смеси принимается кривая плотности вероятности распределения 1 в координатах с 1)—где с 1)—йх1й1 (рис. 1-13). Действительно, в этом случае содержание бесконечно малой массы вещества (индивидуального компонента смеси континуума), выкипающего в интервале температур от t до ( + 0 будет определяться выражением с ()сИ, так как [c.34]
Между тем при анализе могут встретиться случаи, когда со-отвехтвующие ошибки имеют только один знак. Например, результаты взвешивания какого-либо гигроскопичного вещества будут всегда больше, но не меньше истинной массы. Понятно, что среднее арифметическое будет больше отклоняться от истинного значения массы вещества, чем наименьшая из полученных масс. Очевидно, что ошибки, с которыми здесь имеют дело, не являются в действительности случайными, а носят систематический характер.
При нагревании крис воды. На этом основано ционной воды в большин Так, в рассматриваемом в бюкс (см. рис. 6), нагр (см. рис. 23) до тех пор, и№ства (высушивание дс Достижение постоянн что вся кристаллизацио убыли в массе вещества. [c.162]
Согласно ГОСТ 17.2.1.01—76, выбросы классифицируются по двум признакам по агрегатному состоянию веществ в выбросах и массовому выбросу (масса веществ, выбрасываемых в единицу времени. В зависимостн от агрегатного состояния выбросы делятся на четыре класса I — газообразные и парообразные, П — жидкие П1 —твердые IV — смешанные в зависимости от химического [c.205]
Материальный баланс составляется на основании закона сохранения массы вещества, согласно которому во всякой замкнутой системе масса веществ, встуинвии х в реакцию, равна массе веществ, получившихся в результате реакции. Материальный баланс технологического процесса — это масса веществ, поступивших на технологическую операцию (приход), равная массе веществ, полученных в ее результате (расход) [c.62]
В практических расчетах не всегда присутствуют все три фазы, может быть несколько веществ в какой-то одной фазе, а тогда уравнение (4.10) может упрсицаться или усложняться. Нередко материальный баланс составляется для какой-нибудь одной фазы гетерогенного процесса, происходящего в реакторе. Тогда в процессе перехода веществ пз одной фазы в другую масса веществ, поступающих в реактор в составе этой фазы (например, газовой), не равна массе веществ, выходящих из реактора. В реакторе увеличивается или уменьшается масса веществ в данной фазе. В этом случае общее уравнение материального баланса, например для газовой фазы, примет вид
Отметим, что если при расчете материального баланса масса исходных веществ не будет равна массе конечных (Ощ, х=7 Сра х), то вычисляют невязку баланса (Но). Она определяется отношением разницы масс веществ прихода и расхода (б прих—Орцсх) к массе веществ прихода ((Зпр лх) и выражается в процентах. Если невязка баланса превышает 0,5 %, то расчеты следует проверить. Для данного примера невязка балаиса равна Н,-,==8-10 5. Задача 4.16. Рассчитать материальный баланс печи [c.66]
Задача 11.2. Определить выход пульпы (в килограммах), массу веществ в жидкой фазе пульпы и массу раствора разбавления при сернокислотной экстракции ( )осфорпоГ1 кислоты пз апатитового концентрата массой 100 кг, если массовое отношение ж/т пульпы равно 2,5/1, гппсо1зое чпсло—1,6, масса веществ, выделяю-п ихся в газовую ([зазу, составляет 5 кг, а расход серной кислоты — 117,9 кг. [c.174]
Решение. Выход пульпы найдем по формуле (11,8) Т п=100Х XI,6 (2,5-Ь 1) =560. Масса веществ в жидкой фазе пульны составит 0ж = 560—1.6-100 = 400. Массу раствора разбавления определим по формуле (11.9) Ораст =560—(100+117,9-Ь5) =347,1, [c.174]
Решение. Вычислим массу вещества (в граммах), которое тесре-гичсски должно выделиться за 24 ч [c.213]
Теплоемкость — количество тепла, необходимое для нагревания единицы массы вещества на один градус. Различают истинную и среднюю (С) теплоемкости, соответствующие либо бесконечно малому изменению или разности температур. В зависимости от способа выражения состава вещества различают массовую, польную и объемную теплоемкости. Чаще применяют массовую теплоемкость, единица ее измерения в СИ — Джоуль на килог — рамм — Кельвин (Дж/кг К), допускаются также кратные единицы — кДж/кг К, МДж/кг К. Различают также изобарную теплоемкость (при постоянном давлении — С ) и изохорную теплоемкость (при постоянном объеме — С ). [c.84]
Плотность density) — это масса вещества, заключенная в единице объема (кг/м г/см ). Численное значение плотности выражается отношением массы какого-либо объема вещества к массе такого же объема воды, имеющей температуру 4°С (масса 1 л воды при 4°С равна 1 кг). Плотность жидкостей просто и достаточно точно измеряется ареометром (ГОСТ 3900-85). Обычно рядом со значением плотности указывается и температура измерения (температура может не указываться, если плотность определена при 20°С). [c.35]
Т. е. при даипом стехиометрическом коэффициенте ее можно выразить изменением числа молей (или массы) веществ, участвующих в химической реакции, в единице объема за единицу времени . [c.196]
Формула массы в химии
Определение и формула для расчета массы
Одним из основополагающих законов в химии является закон сохранения массы (масса веществ, вступивших в химическую реакцию, всегда равна массе образовавшихся веществ), который говорит о том, что зная массу веществ, вступивших в реакцию мы легко можем рассчитать массу продуктов этой реакции и наоборот.
Для того, чтобы определить массу вещества используют следующую формулу:
m = n×M,
где n — количество вещества (моль), а М – молярная масса вещества (г/моль), откуда следует, что единицей измерения массы является [г].
Моль – это количество вещества, которое содержит столько же частиц (молекул, атомов, ионов, электронов), сколько атомов углерода содержится в 12 г изотопа 12С.
Масса одного атома 12С равна 12 а.е.м., поэтому число атомов в 12 г изотопа 12С равно:
NA = 12 г / 12 × 1,66057×10-24 г = 1/1,66057×10-24 = 6,0221×10-23.
Таким образом, моль вещества содержит 6,0221×10-23 частиц этого вещества.
Физическую величину NA называют постоянной Авогадро, она имеет размерность [NA] = моль-1. Число 6,0221×10-23 называют числом Авогадро.
Молярная масса (М) – это масса 1 моль вещества. Легко показать, что численные значения молярной массы М и относительной молекулярной массы Mr равны, однако первая величина имеет размерность [M] = г/моль, а вторая безразмерна:
M = NA × m (1 молекулы) = NA × Mr × 1 а.е.м. = (NA ×1 а.е.м.) × Mr = × Mr.
Это означает, что если масса некоторой молекулы равна, например, 44 а.е.м., то масса одного моля молекул равна 44 г.
Постоянная Авогадро является коэффициентом пропорциональности, обеспечивающим переход от молекулярных отношений к молярным.
Примеры решения задач
Количество вещества — это… Что такое Количество вещества?
Количество вещества — физическая величина, характеризующая количество однотипных структурных единиц, содержащихся в веществе. Под структурными единицами понимаются любые частицы, из которых состоит вещество (атомы, молекулы, ионы, электроны или любые другие частицы). Единица измерения количества вещества в СИ — моль.
Применение
Эта физическая величина используется для измерения макроскопических количеств веществ в тех случаях, когда для численного описания изучаемых процессов необходимо принимать во внимание микроскопическое строение вещества, например, в химии, при изучении процессов электролиза, или в термодинамике, при описании уравнений состояния идеального газа.
При описании химических реакций, количество вещества является более удобной величиной, чем масса, так как молекулы взаимодействуют независимо от их массы в количествах, кратных целым числам.
Например для реакции горения водорода (2H2 + O2 → 2H2O) требуется в два раза большее количество вещества водорода, чем кислорода. При этом масса водорода, участвующего в реакции, примерно в 8 раз меньше массы кислорода (так как атомная масса водорода примерно в 16 раз меньше атомной массы кислорода). Таким образом, использование количества вещества облегчает интерпретацию уравнений реакций: соотношение между количествами реагирующих веществ непосредственно отражается коэффициентами в уравнениях.
Так как использовать в расчётах непосредственно количество молекул неудобно, потому что это число в реальных опытах слишком велико, вместо измерения количества молекул «в штуках», их измеряют в молях. Фактическое количество единиц вещества в 1 моле называется числом Авогадро (NA = 6,022 141 79(30)·1023 моль−1) (правильнее — постоянная Авогадро, так как в отличие от числа эта величина имеет единицы измерения).
Количество вещества обозначается латинской n (эн) и не рекомендуется обозначать греческой буквой (ню), поскольку этой буквой в химической термодинамике обозначается стехиометрический коэффициент вещества в реакции, а он, по определению, положителен для продуктов реакции и отрицателен для реагентов. Однако в школьном курсе широко используется именно греческая буква (ню).
Для вычисления количества вещества на основании его массы пользуются понятием молярная масса: , где m — масса вещества, M — молярная масса вещества. Молярная масса — это масса, которая приходится на один моль данного вещества. Молярная масса вещества может быть получена произведением молекулярной массы этого вещества на количество молекул в 1 моле — на число Авогадро. Молярная масса (измеренная в г/моль) численно совпадает с относительной молекулярной массой.
По закону Авогадро, количество газообразного вещества так же можно определить на основании его объёма: = V / Vm, где V — объём газа (при нормальных условиях), Vm — молярный объём газа при Н. У., равный 22,4 л/моль.
Таким образом, справедлива формула, объединяющая основные расчёты с количеством вещества:
| В этой статье не хватает ссылок на источники информации. Информация должна быть проверяема, иначе она может быть поставлена под сомнение и удалена. Вы можете отредактировать эту статью, добавив ссылки на авторитетные источники. Эта отметка установлена 13 мая 2011. |
Плотность вещества — как определить и чему равна?
Масса
Начнем с самого сложного — с массы. Казалось бы, это понятие мы слышим с самого детства, примерно знаем, сколько в нас килограмм, и ничего сложного здесь быть не может. На самом деле, все сложнее.
В Международном бюро мер и весов в Париже есть цилиндр массой один килограмм. Материал этого цилиндра — сплав иридия и платины. Его масса равна одному килограмму, и этот цилиндр — эталон для всего мира.
Высота этого цилиндра приблизительно равна 4 см, но чтобы его поднять, нужно приложить немалую силу. Необходимость эту силу прикладывать обуславливается инерцией тел и математически записывается через второй закон Ньютона.
Второй закон Ньютона F = ma F — сила [Н] m — масса [кг] a — ускорение [м/с2] |
В этом законе массу можно считать неким коэффициентом, который связывает ускорение и силу. Также масса важна при расчете силы тяготения. Она является мерой гравитации: именно благодаря ей тела притягиваются друг к другу.
Закон Всемирного тяготения F = GMm/R2 F — сила [Н] M — масса первого тела (часто планеты) [кг] m — масса второго тела [кг] R — расстояние между телами [м] G — гравитационная постоянная G = 6.67 × 10-11 м3 кг-1 с-2 |
Когда мы встаем на весы, стрелка отклоняется. Это происходит потому, что масса Земли очень большая, и сила тяготения буквально придавливает нас к поверхности. На более легкой Луне человек весит меньше в шесть раз. Когда думаешь об этом, хочется взвешиваться исключительно на Луне🙃
Откуда берется масса
Физики убеждены, что у элементарных частиц должна быть масса. Доказано, что у электрона, например, масса есть. В противном случае они не могли бы образовать атомы и всю видимую материю.
Вселенная без массы представляла бы собой хаос из различных излучений, двигающихся со скоростью света. Не существовало бы ни галактик, ни звезд, ни планет. Здорово, что это не так, и у элементарных частиц есть масса. Только вот пока непонятно, откуда эта масса у них берется.
Мужчину на этой фотографии зовут Питер Хиггс. Ему мы обязаны за предположение, экспериментально доказанное в 2012 году, что массу всех частиц создает некий бозон.
Источник: Википедия
Бозон Хиггса невозможно представить. Это точно не частица в форме шарика, как обычно рисуют электрон в учебнике. Представьте, что вы бежите по песку. Бежать ощутимо сложно, как будто бы увеличилась масса. Частицы пробираются в поле Хиггса и получают таким образом массу.
Объем тела
Объем — это физическая величина, которая показывает, сколько пространства занимает тело.3]
Плотность зависит от температуры, агрегатного состояния вещества и внешнего давления. Обычно если давление увеличивается, то молекулы вещества утрамбовываются плотнее — следовательно, плотность больше. А рост температуры, как правило, приводит к увеличению расстояний между молекулами вещества — плотность понижается.
Маленькое исключение
Исключение составляет вода. Так, плотность воды меньше плотности льда. Объяснение кроется в молекулярной структуре льда. Когда вода переходит из жидкого состояния в твердое, она изменяет молекулярную структуру так, что расстояние между молекулами увеличивается. Соответственно, плотность льда меньше плотности воды.
Ниже представлены значения плотностей для разных веществ. В дальнейшем это поможет при решении задач.
Твердое вещество | кг/м3 | г/см3 |
Платина | 21500 | 21,5 |
Золото | 19300 | 19,3 |
Вольфрам | 19000 | 19,0 |
Свинец | 11400 | 11,4 |
Серебро | 10500 | 10,5 |
Медь | 8900 | 8,9 |
Никель | 8800 | 8,8 |
Латунь | 8500 | 8,5 |
Сталь, железо | 7900 | 7,9 |
Олово | 7300 | 7,3 |
Цинк | 7100 | 7,1 |
Чугун | 7000 | 7,0 |
Алмаз | 3500 | 3,5 |
Алюминий | 2700 | 2,7 |
Мрамор | 2700 | 2,7 |
Гранит | 2600 | 2,6 |
Стекло | 2600 | 2,6 |
Бетон | 2200 | 2,2 |
Графит | 2200 | 2,2 |
Лёд | 900 | 0,9 |
Парафин | 900 | 0,9 |
Дуб (сухой) | 700 | 0,7 |
Берёза (сухая) | 650 | 0,65 |
Пробка | 200 | 0,2 |
Платиноиридиевый сплав | 21500 | 21,5 |
Жидкость | кг/м3 | г/см3 |
Ртуть | 13600 | 13,6 |
Мёд | 1300 | 1,3 |
Глицерин | 1260 | 1,26 |
Молоко | 1036 | 1,036 |
Морская вода | 1030 | 1,03 |
Вода | 1000 | 1 |
Подсолнечное масло | 920 | 0,92 |
Нефть | 820 | 0,82 |
Спирт | 800 | 0,8 |
Бензин | 700 | 0,7 |
Газ | кг/м3 |
Хлор | 3,22 |
Озон | 2,14 |
Пропан | 2,02 |
Диоксид углерода | 1,98 |
Кислород | 1,43 |
Воздух | 1,29 |
Азот | 1,25 |
Гелий | 0,18 |
Водород | 0,09 |
Где самая большая плотность?
Самая большая плотность во Вселенной — в черной дыре. Плотность черной дыры составляет около 1014 кг/м3
Средняя плотность
В школьном курсе чаще всего говорят о средней плотности тела. Дело в том, что если мы рассмотрим какое-нибудь неоднородное тело, то в одной его части будет, например, большая плотность, а в другой — меньшая.
Если вы когда-то делали ремонт, то знакомы с такой вещью, как цемент. Он состоит из двух веществ: клинкера и гипса. Значит нам нужно отдельно найти плотность гипса, плотность клинкера по формуле, указанной выше, а потом найти среднее арифметическое двух плотностей. Можно сделать так.
А можно просто массу цемента разделить на объем цемента и мы получим ровно то же самое. Просто в данном случае мы берем не массу и объем вещества, а массу и объем тела.
Формула плотности тела р = m/V р — плотность тела [кг/м^3] m — масса тела [кг] V — объем тела [м^3] |
Решение задач: плотность вещества
А теперь давайте тренироваться!
Задача 1
Цилиндр 1 поочерёдно взвешивают с цилиндром 2 такого же объёма, а затем с цилиндром 3, объем которого меньше (как показано на рисунке).
Какой цилиндр имеет максимальную среднюю плотность?
Решение:
Плотность тел прямо пропорциональна массе и обратно пропорциональна объему:
р = m/V
Исходя из проведенных опытов можно сделать следующие выводы:
1) масса первого цилиндра больше массы второго цилиндра при одинаковом объеме. Значит плотность первого цилиндра выше плотности второго.
2) масса первого цилиндра равна массе третьего цилиндра, объем которого меньше. Следовательно, плотность третьего цилиндра больше плотности первого цилиндра.
Таким образом, средние плотности цилиндров:
р2 < р1 < р3
Ответ: 3.
Задача 2
Шар 1 последовательно взвешивают на рычажных весах с шаром 2 и шаром 3 (как показано на рисунке). Для объёмов шаров справедливо соотношение V1 = V3 < V2.
Какой шар имеет максимальную среднюю плотность?
Решение:
Из рисунка ясно, что масса шаров 1 и 2 равна — следовательно, плотность второго шара меньше, чем первого.3
Плавание тел
Почему шарик с гелием взлетает? Или мяч при игре в водное поло не тонет?
Жидкости и газы действуют на погруженные тела с выталкивающей силой. Подробно это явление рассматривают в теме «Сила Архимеда». Если говорить простым языком: если плотность тела, погруженного в воду, больше плотности воды — тело пойдет ко дну. Если меньше – оно всплывет на поверхность.
Задача 1
Стальной шарик в воде падает медленнее, чем в воздухе. Чем это объясняется?
Решение:
Плотность воды значительно выше, чем воздуха, поэтому стальной шарик в воде падает медленнее
Задача 2
В таблице даны плотности некоторых твердых веществ. Если вырезать из этих веществ кубики, то какие кубики смогут плавать в воде? Плотность воды — 1000 кг/м3.
Название вещества | Плотность вещества, кг/м3 |
Алюминий | 2700 |
Парафин | 900 |
Плексиглас | 1200 |
Фарфор | 2300 |
Сосна | 400 |
Решение:
Плавать будут кубики, плотность которых меньше плотности воды, то есть сделанные из парафина или сосны.
Металлы и неметаллы, количество вещества и молярная масса
- Металлы
- Неметаллы
- Количество вещества. Моль. Молярная масса.
- Молярный объем газов
Металлы
Вспомним таблицу Менделеева. Металлические свойства элементов, то есть способность отдавать электроны, в периоде увеличивается справа налево, а в группе — сверху вниз. На внешнем энергетическом уровне у металлов от 1-го до 3-х электронов. Металлы образуют кристаллическую решётку, в которой присутствует металлическая связь.
Теперь поговорим об их физических свойствах. Все мы видели в природе металлы и сами сможем перечислить свойства металлов:
- Металлы в основном находятся в твердом агрегатном состоянии, за исключением ртути, которая при обычных условиях находится в жидком агрегатном состоянии.
- Металлы обладают металлическим блеском.
- Металлы издают звонкие звуки при соударении.
- Металлы имеют высокую температуру плавления и различную плотность.
- Металлам присуще явление аллотропии. Аллотропия — это способность элемента образовывать несколько разных веществ. Например, возьмём олово, которое может быть белым и серым. Белое олово имеет вид металла, оно твердое. А серое олово имеет вид порошка.
- Металлы в основном серого цвета, за исключением меди и золота.
- Металлы очень хорошие проводники тепла и электричества.
Неметаллы
Неметаллы являются более электроотрицательными, на внешнем энергетическом уровне у них находится от 4-х до 8-ми электронов. В таблице Менделеева они занимают правый верхний угол. Их несколько меньше, чем металлов.
Взаимодействуя друг с другом, они образуют ковалентные связи.
В отличие от металлов, неметаллы в свободном состоянии находятся во всех трех агрегатных состояниях. Например, кислород, азот и водород — это газы. Йод и фтор — это твердые вещества. Бром — это жидкое вещество.
Для неметаллов также характерно явление аллотропии. Возьмем атом кислорода. При соединении двух атомов образуется обычный кислород. При соединении же трех атомов кислорода может образовываться озон.
В свободном состоянии неметалла встречаются редко (кислород, азот, сера). В основном неметаллы находятся в соединениях с другими веществами, смесях или минералах, растворенных в воде.
Неметаллы различаются по распространённости. Наиболее распространенными неметаллами являются кислород, водород и кремний.
Количество вещества. Моль. Молярная масса.
Моль — это количество вещества, содержащее столько атомов или молекул вещества, сколько атомов содержится в 12 граммах углерода.
Ученые подсчитали, что в 12 г углерода содержится 6*1023 атомов. Это значит, что один моль любого вещества содержит столько же атомов или молекул, в зависимости от того, какое соединение мы рассматриваем.
Количество вещества обозначается буквой Ню (ν).
Число 6*1023 называется числом Авогадро.
Молярная масса (М) — это масса одного моля вещества. Единицей измерения этой величины является грамм на моль.
Формула для вычисления молярной массы:
М = m / ν
Давайте попробуем вычислить молярную массу воды:
Мв (Н2О) = mв / νв = 36г / 2 моль = 18 г/моль
Мы можем заметить, что молярная масса воды численно равна молекулярной массе воды. Отсюда можно сделать вывод, что количественные значения молярной массы, массы атомов или молекул и относительной атомной массы являются одинаковыми числами.
Например, молярная масса, масса молекулы и относительная молекулярная масса угарного газа будет равна 44. Но обозначение будет разным.
Перейдем к следующему термину.
Число молекул обозначается заглавной буквой N.
Число молекул говорит о том, сколько частиц, атомов или молекул содержится в нашем соединении. Как найти число молекул?
Мы должны количество вещества умножить на постоянную Авогадро. Постоянная Авогадро говорит о том, сколько частей в одном моле, и его мы можем умножить на общее количество молей вещества, чтобы получить количество частиц или молекул.
N = NA * ν
Эти формулы непосредственно необходимы при решении задач по химии на нахождении молекулярной массы веществ.
Молярный объем газов
Итальянский учёный Авогадро сформулировал закон (закон Авогадро), который говорит о том, что в равных объемах при одинаковых условиях разные газы будут иметь одинаковое количество частиц.
Если V1 = V2, m1 = m2 и T1 = T2, то N1 =N2
Из этого вытекает следствие, что если объемы равны, условия одинаковы и количество частиц в этих объемах одинаково, то и массы газов будут равны.
Если мы возьмем один моль газа при нормальных условиях, то он будет содержать 6*1023, а объем его будет равен 22,4 литра.
Что такое нормальные условия? Нормальные условия — это такое состояние среды при котором выполняются следующие условия:
- температура равна 0 градусов Цельсия
- давление равно одной атмосфере (760 мм ртутного столба)
Молярный объем газов будет численно равен объему газа, поделенному на число моль этого газа.
VM = V / ν
Соответственно, из этой формулы будут вытекать и другие формулы:
V = VM * m / M
Так как один моль газа при нормальных условиях будет занимать 22,4 л, то зная массу 1л, мы можем найти молярную массу газа.
Расчеты массы вещества или объема газов по данным для другого участника реакции.
На данный момент задачи по этой теме кодификатора идут в КИМе ЕГЭ под номером 29.
Для их решения можно воспользоваться следующим алгоритмом:
1) записать уравнение реакции, о которой идет речь в задаче, и убедиться в правильности расставленных коэффициентов;
2) рассчитать количество молей вещества, масса или объем которого указаны в условии.
Если указана масса некого вещества A, то расчет количества вещества для него следует вести по формуле:
где mA – масса вещества А, а MA – молярная масса вещества А.
Если указан объем газообразного вещества А:
где VA – объем газообразного вещества А, а Vm – молярный объем, одинаковый для всех газов и при н.у. равный 22,4 л/моль.
Иногда вместо массы или объема вещества дается его количество вещества (моль). В таком случае действия по его нахождению не требуются.
3) далее от молей вещества А нужно перейти к молям вещества, массу или объем которого спрашивают в условии.
Допустим спрашивают объем или массу вещества B. Тогда для перехода от количества моль вещества А к количеству моль вещества B следует пользоваться тем правилом, что для любого вещества его количество, деленное на его коэффициент, в уравнении реакции одно и то же. Т.е. количества веществ А и В связаны друг с другом через коэффициенты в уравнении следующим образом:
где n(A) и n(B) – количества вещества А и В соответственно, а k(A) и k(B) – коэффициенты в уравнении перед этими веществами.
Из этого выражения следует, что количество вещества В равно:
4) далее, зная количество вещества B, мы можем найти его массу по формуле:
Если же вещество B является газом и спрашивают его объем, то рассчитать его можно следующим образом:
В общем, последовательность решения таких задач можно изобразить следующей схемой:
1) Зная массу или объем вещества A, рассчитываем его количество вещества.
2) Зная количество вещества A, рассчитываем количество вещества B по формуле:
где n(A) и n(B) – количества веществ А и В соответственно, а k(A) и k(B) – коэффициенты в уравнении перед этими веществами.
3) В зависимости от того, требуется найти массу вещества В или объем газа В, умножаем его количество либо на молярную массу, либо на молярный объем газа:
Пример
Какая масса сульфида алюминия потребуется для того, чтобы в результате его взаимодействия с избытком соляной кислоты образовался газ объемом 33,6 л (н.у.).
Решение:
1) Запишем уравнение реакции:
2) Рассчитываем количество вещества, для которого известна его масса или объем (в случае газа). Нам известен объем сероводорода, рассчитаем его количество вещества:
3) Отношение количества вещества любого фигуранта реакции к его коэффициенту в уравнении этой реакции всегда одно и то же. Т.е. для сульфида алюминия и сероводорода мы можем записать, что:
где k(Al2S3) и k(H2S) – коэффициенты перед Al2S3 и H2S соответственно.
Из этого выражения выразим n(Al2S3):
Подставим известные значения n(H2S) и коэффициентов перед H2S и Al2S3:
Тогда масса сульфида алюминия будет равна:
Задачи с реальных экзаменов ЕГЭ на тему «Расчеты массы вещества или объема газов по известному количеству вещества, массе или объему одного из участвующих в реакции веществ» можно порешать здесь.
Что такое материя? | NRC.gov
Версия для печати
Наука 101 Комиссии по ядерному регулированию: Что такое материя?
Все сущее состоит из материи. Материя имеет два основных свойства: объем и массу. Объем просто относится к пространству, которое занимает объект. В зависимости от физического состояния объекта существует несколько способов измерения объема. Например, если мы пытаемся измерить объем коробки, мы умножаем длину коробки на ее высоту и ширину.
Допустим, у нас есть коробка со следующими размерами: длина = 3 метра («м»), высота = 4 м и ширина = 5 м. Исходя из этих размеров, наша коробка будет иметь объем 60 м3 (3 м x 4 м x 5 м = 60 м3). Это, опять же, мера (в кубических метрах) того, сколько трехмерного пространства занимает наша коробка.
Если, с другой стороны, наш объект был жидкостью, мы могли бы использовать градуированный цилиндр (научную мерную чашку) для измерения объема нашего объекта. Эта мера будет сообщаться в литрах.Опять же, литр — это всего лишь мера того, сколько места занимает жидкость. Например, вы можете приобрести газировку в 2-литровых бутылках.
Поскольку мы немного поговорили об измерениях, на данном этапе может иметь смысл различать количество и единицы. Если еще раз подумать о нашем примере, то величина, которую мы пытаемся измерить, — это объем. Единица измерения, которую мы используем, — это литры или кубические метры.
.
А теперь поговорим о другом фундаментальном свойстве материи — массе.Когда мы говорим о массе, мы имеем в виду, сколько «вещества» находится в объекте. Чтобы проиллюстрировать это, представьте себе две леденцы, одинаковые и одинаковые по размеру, но одна из них полая. Не полая конфета имеет большую массу по сравнению с полой конфетой. Учитывая, что мы часто используем весы для измерения массы, вы можете подумать, что масса и вес — это одно и то же. Но это не так. Масса — это мера материи в определенном объекте. Независимо от того, где находится этот объект в огромной вселенной, он будет иметь одинаковую массу.
Вес, с другой стороны, является мерой силы тяжести, действующей на объект. В то время как вес объекта пропорционален его массе (чем больше масса объекта, тем больше он будет весить), гравитация зависит от того, где вы находитесь во Вселенной или даже от того, где вы находитесь на Земле — на самом деле вы весите больше, потому что там — это более высокая сила тяжести на полюсах, чем на экваторе. Итак, хотя объект будет иметь определенный вес здесь, на Земле, он не будет иметь такой же вес на Луне.Однако в обоих местах он имел бы одинаковую массу.
Теперь, когда мы можем определить, является ли что-то материей (если у него есть объем и масса), мы можем использовать другое измерение, плотность, чтобы определить, что это за материя. Плотность — это отношение массы объекта к его объему. Плотность рассчитывается путем деления массы объекта на его объем.
Вспомните нашу коробку объемом 60 м3. Допустим, наша коробка имеет массу 240 грамм (г).Если бы это было так, плотность нашей коробки была бы 4 г / м3 (240 г / 60 м3). Плотность — это не что иное, как способ определить, сколько вещества умещается в определенном объеме. При использовании двух леденцов, хотя оба имеют одинаковый размер (или объем), твердая конфета имеет большую массу по сравнению с полой, и, как таковая, твердая конфета более плотная (больше вещества в определенном объеме), чем полая конфета.
Поскольку плотность определенного вещества (чего-то определенного с определенным составом, например чистой меди) одинакова для всех частей этого вещества, независимо от размера, плотность часто используется для определения идентичности конкретного объекта.После того, как мы вычислили плотность объекта, мы можем сравнить это значение с известными плотностями веществ, чтобы определить, какое вещество, по нашему мнению, представляет собой объект.
Комиссия по ядерному регулированию США — это независимое федеральное правительственное агентство, ответственное за регулирование коммерческого использования ядерных материалов. Этот документ не защищен авторскими правами и может быть воспроизведен в образовательных целях.
Страница Последняя редакция / обновление 19 марта 2020 г.
масса | Определение, единицы и факты
Масса , в физике, количественная мера инерции, фундаментальное свойство всей материи.По сути, это сопротивление, которое тело материи оказывает изменению своей скорости или положения при приложении силы. Чем больше масса тела, тем меньше изменение, вызванное приложенной силой. Единицей массы в Международной системе единиц (СИ) является килограмм, который определяется с помощью постоянной Планка, равной 6,62607015 × 10 −34 джоуль-секунда. Один джоуль равен одному килограмму на квадратный метр на секунду в квадрате. Поскольку секундомер и счетчик уже определены в терминах других физических констант, килограмм определяется путем точных измерений постоянной Планка.(До 2019 года килограмм определялся платино-иридиевым цилиндром, называемым международным прототипом килограмма, который хранился в Международном бюро мер и весов в Севре, Франция.) В английской системе измерения единицей массы является слизняк, масса чей вес на уровне моря составляет 32,17 фунта.
Вес, хотя и связан с массой, тем не менее отличается от последней. Вес, по сути, представляет собой силу, действующую на материю за счет гравитационного притяжения Земли, и поэтому он немного варьируется от места к месту.Напротив, при обычных обстоятельствах масса остается постоянной независимо от ее местоположения. Например, запущенный в космос спутник весит тем меньше, чем дальше он удаляется от Земли. Однако его масса остается прежней.
Подробнее по этой теме
Галактика Млечный Путь: Масса
Полная масса Галактики, которая казалась достаточно хорошо установленной в 1960-е годы, стала предметом значительной неопределенности….
Согласно принципу сохранения массы, масса объекта или совокупности объектов никогда не меняется, независимо от того, как составные части перестраиваются. Если тело разбивается на части, масса делится на части, так что сумма масс отдельных частей равна исходной массе. Или, если частицы соединены вместе, масса композита равна сумме масс составляющих частиц. Однако этот принцип не всегда верен.
С появлением Эйнштейном специальной теории относительности в 1905 году понятие массы претерпело радикальный пересмотр. Масса потеряла свою абсолютность. Было замечено, что масса объекта эквивалентна энергии, может быть взаимопревращаемой с энергией и значительно увеличивается на чрезвычайно высоких скоростях, близких к скорости света (около 3 × 10 8 метров в секунду, или 186 000 миль в секунду). Под общей энергией объекта понималась его масса покоя, а также увеличение массы, вызванное высокой скоростью.Было обнаружено, что масса покоя атомного ядра значительно меньше, чем сумма остальных масс составляющих его нейтронов и протонов. Масса больше не считалась постоянной или неизменной. Как в химических, так и в ядерных реакциях происходит некоторое преобразование между массой и энергией, так что продукты обычно имеют меньшую или большую массу, чем реагенты. Разница в массе настолько мала для обычных химических реакций, что сохранение массы можно использовать как практический принцип для предсказания массы продуктов.Однако сохранение массы недопустимо для поведения масс, активно участвующих в ядерных реакторах, в ускорителях частиц и в термоядерных реакциях на Солнце и звездах. Новый принцип сохранения — это сохранение массы-энергии. См. Также энергия, сохранение; энергия; Соотношение массы и энергии Эйнштейна.
Получите подписку Britannica Premium и получите доступ к эксклюзивному контенту. Подпишитесь сейчасРазница между массой и материей
Понять, что такое масса и материя
Объект, состоящий из множества более мелких частиц, похожих друг на друга, называемых его наименьшей единицей, называется атомом.Атомы, содержащие субатомные частицы, такие как протоны, нейтроны и облако электронов, занимают место и имеют некоторую массу. Эти атомы с их субатомными частицами являются материей, присутствующей внутри любого объекта. Чтобы упростить, материя подразделяется на различные состояния, которые мы регулярно наблюдаем, такие как твердое, жидкое и газообразное состояния.
Менее известными состояниями вещества являются плазма, кварк-глюонная плазма, конденсаты Бозе-Эйнштейна и фермионные конденсаты. Масса больше похожа на свойство материи.Это зависит от силы тяжести Земли или силы ускорения.
[Изображение будет скоро загружено]
Масса и материя — одно и то же?
Два термина «масса» и «материя» довольно тесно связаны, но не взаимозаменяемы. Оба термина имеют существенно различающиеся определения, которые не могут использоваться взаимозаменяемо. Определение материи довольно широкое и немного расплывчатое по сравнению с массой. Материя включает в себя все сущности, присутствующие на Земле, и ее атмосферу, которая занимает некоторое пространство и имеет определенную массу.
С другой стороны, масса — это количество, находящееся внутри вещества. Это определяющее свойство материи. Если что-то, что вы видите, трехмерно, то есть занимает некоторое пространство, вы можете измерить его, чтобы определить его массу. Масса — это количество вещества, присутствующего в любом физическом объекте.
Разница между массой и веществом
Между массой и материей существует большая разница. Причин, по которым оба термина не следует путать друг с другом, достаточно.
Масса — это определенная величина, присутствующая в объекте.У него есть научные определения и различия его типов. Это количественное свойство материи, имеющее методы расчета.
Напротив, материя — это просто содержание некоторой физической субстанции в сущности, находящейся в любом физическом состоянии. По сравнению с массой материя звучит как расплывчатое понятие, которое является определяющей характеристикой материального мира.
Вещество имеет свою противоположность — антивещество, состоящее из античастиц. Однако нет такого противоположного термина для массы, называемого антимассой, который представляет собой еще одно различие между материей и массой.
Есть определенная единица измерения массы. Однако точное содержание вещества невозможно измерить, его можно измерить только с точки зрения веса (эффект гравитационного притяжения), объема (занимаемого пространства) и массы.
Масса имеет различные формы, такие как гравитационная масса, инерционная масса, активная и пассивная масса и т. Д. Материя имеет различные физические состояния, такие как твердое, жидкое и газообразное.
Закон сохранения массы
Закон сохранения массы, в первую очередь открытый Антуаном Лавуазье, гласит, что в химической реакции масса не может быть создана или разрушена.Проще говоря, в любой замкнутой системе, где не происходит обмена энергией или веществом, масса остается постоянной. Он остается одинаковым как для реагента, так и для продукта химической реакции в изолированной системе, где обмен веществ не происходит.
Концепция сохранения массы широко используется в химии, термодинамике и т. Д. Таким образом, закон ознаменовал собой важный шаг в закладке основы современной химии.
Закон сохранения материи
В различных аспектах закон аналогичен закону сохранения массы.Закон сохранения материи гласит, что общее количество вещества в любом веществе остается неизменным до и после реакции. Материя состоит из атомов, которые участвуют в химической реакции. Согласно закону, в замкнутой системе с обеих сторон присутствует равное количество атомов, и они одного типа.
Материя занимает пространство
Материя занимает пространствоСумасшедший коллоид
Кристи Бодач
05.11.98
Описание урока: Учащиеся будут экспериментировать с веществом под названием Goop.Они будут описывать свойства Наберитесь и предскажите, в какой он форме.
Уровень оценки: Я буду использовать этот урок с первым классом. Курс обучения в Алабаме стр.23 номер 1 говорит: Студенты заметит, что объекты в мире сильно различаются по своим свойствам (размеру, цвету, вкусу, форме, текстуре и запаху).
Номер 2 говорит: Студенты описывают результаты исследования твердых и жидких тел.
Справочная информация:
Материя — это все, что имеет массу и занимает место. Масса дает объекту свойство веса и инерции (сопротивление изменить движение объекта). Есть четыре состояния вещества: твердое, жидкое, газовое и плазменное. Если что-то есть в твердое состояние вещества, оно имеет определенную форму и объем. Объем объекта — это объем занимаемого пространства.А брусок, поставленный на стол, сохраняет форму и объем, поэтому является образцом твердого тела. Если налить жидкость в той же таблице есть очень разные результаты. Жидкость будет вытекать по поверхности, потому что она не удерживает форма. Жидкость принимает форму своего сосуда. Если что-то находится в жидком состоянии материи, оно будет иметь определенный объем, но неопределенная форма. Воздух наполняет воздушный шар. Если сделать отверстие в воздушном шаре, воздух вырвется наружу.Если объект находится в газообразном состояние вещества, оно не будет иметь определенной формы или определенного объема. Плазма обладает всеми свойствами газа, за исключением того, что она состоит из электронов вместо атомов или молекул. Плазма присутствует на звездах, при взрывах молекул и неоновых вывесках.
Вода — это пример вещества, которое может существовать во всех формах материи. Лед твердый, вода жидкая, а пар газообразный. Частицы в твердом теле плотно упакованы и удерживаются в фиксированных положениях.Это придает твердым телам определенную форму и объем. Частицы в жидкости расположены близко друг к другу, но они не привязаны к фиксированным положениям; они могут скользить мимо и вокруг каждого Другой. Это позволяет жидкостям принимать форму своего контейнера и течь, когда они наливаются. Частицы в газах широко разделены. В их позициях вообще нет порядка, они постоянно находятся в движении и расширяются до доступного пространства.
Свойства — это характеристики, которые позволяют нам отличать один вид материи от другого.Физическая собственность наблюдается без каких-либо изменений объекта. Температура плавления или кипения объекта являются примерами физические свойства. Обширные физические свойства — это масса, длина и объем. Они зависят от количества материя присутствует. Интенсивные физические свойства не зависят от количества вещества. Примеры интенсивного физического Свойства включают точку плавления, точку кипения, плотность, пластичность, пластичность, цвет, кристаллическую форму и показатель преломления.
Физическое изменение — это изменение материи, которое не приводит к изменению личности. Изменения состояния, от жидкости к газу, и от твердого до жидкого, являются физическими изменениями. Если вещество претерпевает изменение, которое меняет его идентичность, то это химическое вещество. свойство. Любое изменение, при котором одно или несколько веществ превращаются в вещества с разными свойствами, является химическим изменением. или химическая реакция.
В каждой химической или физической реакции энергия либо поглощается, либо выделяется.
Когда вода превращается в твердое вещество, она выделяет тепло. Это называется экзотермической реакцией. Когда водород соединяется с кислород для образования воды, также выделяется тепло.
«Коллоидные вещества обладают свойствами как твердого, так и жидкого состояния вещества. В коллоиде одно вещество находится во взвешенном состоянии. Другой. Взвешенный материал состоит из настолько мелких частиц, что они не опускаются на дно второго вещества. Другой коллоидные вещества включают туман, дым, безе, протоплазму, гомогенизированное молоко, синтетический каучук и майонез » (взято из записной книжки CTM 403, стр. 430, написано доктором В.Майкл Камен).
Концепции, рассматриваемые на уроке:
Твердые тела имеют определенную форму
Жидкости не имеют определенной формы.
Жидкости принимают форму емкости, в которой они находятся в
Материалы и оборудование:
Для приготовления Goop: В большой миске смешайте: 2 стакана клея Elmers (16 унций, а не школьный клей), 1 стакан воды, пищевой краситель.Хорошо перемешать. В другой миске смешайте: 1 стакан горячей воды и 1 тонну буры (находится в разделе со стиральным порошком), пока она не станет растворяется. Медленно добавляйте смесь буры в клеевую смесь. Месить руками, пока жидкость не впитается.
Пакеты полиэтиленовые для хранения Goop; соломинки, зубочистки, палочки для мороженого и т. д. для исследования; пластиковые стаканчики, диаграммы твердых и жидкое имущество, газеты.
Процедуры:
1.Класс будет рассматривать жидкости и твердые тела. Я спрошу их, что они написали в своих журналах. Я спрошу их почему они думают, что то, что они нарисовали, было твердым телом (определенной формы) или жидкостью (принимает форму контейнера, легко меняет форму).
2. Я скажу студентам, что сегодня у меня для них особенный подарок. «У меня есть особое вещество под названием Goop, и я хочу вы, чтобы помочь мне поэкспериментировать с этим ».
3. Я покажу студентам ингредиенты, использованные для приготовления Goop, и попрошу их сказать мне, в каком состоянии вещества находится отдельные ингредиенты находятся в.Мы поговорим о том, почему они твердые или жидкие, подчеркнем правила состояний материи. Попросите учащихся указать причины на диаграммах состояний материи.
**** Клей, пищевой краситель и вода являются жидкостями, потому что они принимают форму своих контейнеров. Borax — это твердый продукт, потому что он не меняет свою форму легко и имеет определенную форму.
4. Скажите студентам, что у них есть пять минут на бесплатное открытие и наблюдение с помощью Goop.Предложите им вытащить это в стороны, сложите его обратно, скатайте, подпрыгните и растяните как можно дальше. Я призываю студентов поделиться Goop и обсудить свои выводы с членами своей группы. Я дам классу сигнал, который сообщит им, что пора положить Гупа в их пластиковый стаканчик, опустить головы и молчать.
5. Я попрошу студентов посмотреть, что происходит с Goop, когда он находится в чашке. Скажите одному человеку в каждой группе водить машину их палец прямо в Goop.Затем попросите их медленно погрузить палец в смесь. Есть разница?
6. Я принесу соломинки, зубочистки, палочки для мороженого и газету, чтобы проверить, подхватывает ли она газетную бумагу. Пусть студенты поэкспериментируйте еще несколько минут.
7. Я снова покажу студентам образец Goop в пластиковом пакете и спрошу, как он выглядит. Они должен сказать мне, что он образует пакет, что является свойством жидкости.
8.Обсудите, что ученики наблюдали во время исследования. Спросите их:
Как выглядит Goop?
На что это похоже?
Как он пахнет?
Звук издает?
Что еще вы заметили о Goop?
**** Запишите данные в сети Goop.
9. Спросите учеников, как Goop сравнивается с исходными ингредиентами.Еще раз просмотрите диаграммы состояний материи и сравните их через сеть Goop. Спросите их, к какому состоянию материи, по их мнению, подходит Goop. Попросите учащихся объяснить свои ответы.
Оценка:
Студенты напишут дневник о Goop. Они должны сказать, что Goop действует как состояние материи. Они также должны написать еще одна интересная вещь о Goop.
Пример: Goop действует как жидкость.Он формируется в чашку.
Интернет-ресурсы:
http://www.utm.edu/departments/ed/cece/first/1D1.shtml
http://www.utm.edu.departments/ed/first/1D1.shtml
www.chem4kids.com/chem4kids/matter/index.html
Навыки научного процесса:
Классификация твердых тел и жидкостей
Наблюдение наощупь, обоняние, зрение и т. Д.
Устное общение с членами группы.
Письменные сообщения в журналах.
Критика
Часть этого урока, посвященная практическому обучению, была удивительна. Студентам было дано вещество Goop, имеющее свойства твердого тела и жидкости. Студенты были в восторге от этого материала. Они экспериментировали так, как я даже подумал. Для студентов было очень важно иметь возможность прикасаться к Goop и манипулировать им любым способом, которым они выбрал.Они не просто следовали моим прямым инструкциям, но и открыли для себя Goop индивидуально и смогли нарисовать собственные выводы.
Во время части урока, посвященной открытию, я должен был поговорить с каждой группой о том, что они узнали о Goop. Мне следовало задать им вопросы, которые помогли бы им понять концепции, которые я хотел, чтобы они получили. от изучения Goop. Я должен был записать, что студенты сказали мне о Goop, чтобы я мог вспомнить это позже. в коллоквиуме.Я также мог бы попытаться сделать эту часть урока более «связанной с наукой». Мы могли бы иметь обсудили, как ученые экспериментируют с новыми веществами. Я мог бы побудить студентов изучить Goop в таким же образом.
На коллоквиуме я пытался вести студентов в их обсуждение Goop. Я должен был позволить студентам поговорить с друг друга и сделать выводы как группа. Меня беспокоило, что первоклассники не справятся с этим. ответственность, но я должен был попытаться заставить их думать более критически.Я волновался, что студенты не поймут свойства твердых тел и жидкостей в Goop. Я хотел рассказать им ответы вместо того, чтобы позволить им выяснить сами знания.
Я не использовал подход учёного к коллоквиуму. Я не просил студентов соглашаться с утверждениями, что они считается фактом. Если я преподаю этот урок еще раз, я обязательно приложу журнал ученого. Это помогает студентам думать критически и побуждает их разговаривать с членами своей группы.Судя по оценкам студентов, я не думаю, что они уловили концепцию твердых и жидких свойств Goop.
Моя оценка студентов была записана в дневнике. Некоторые студенты написали то, что я искал, но многие из них только что описал Goop. Они сказали, что он был липким или был похож на резину. Я хотел, чтобы они написали о том, твердое это или жидкость и какими качествами каждая она обладала. Когда я опросил трех студентов для другого проекта, я узнал больше о что студенты понимали о твердых и жидких телах, чем я в их дневниковых записях.
В следующий раз я мог бы попросить студентов написать групповое предложение о том, является ли Goop твердым или жидким. Студенты могли учиться друг у друга, и они могут обсудить твердый и жидкий статус. Они могут с большей вероятностью понять, что Goop действует как в твердом, так и в жидком виде. Я многому научился из этого урока. Надеюсь в следующий раз поправить.
3.2: Что такое материя? — Химия LibreTexts
- Последнее обновление
- Сохранить как PDF
- Резюме
- Вклад и авторство
Цели обучения
- Определите материю и объясните, как она состоит из строительных блоков, известных как «атомы».
Мы все знакомы с материей. Определение Материя — это все, что имеет массу и объем (занимает место). Для большинства обычных объектов, с которыми мы имеем дело каждый день, довольно просто продемонстрировать, что они имеют массу и занимают место. Однако вы можете себе представить, как несколько сотен лет назад людям было трудно продемонстрировать, что воздух имеет массу и объем. Воздух (и все другие газы) невидимы для глаза, имеют очень малую массу по сравнению с равным количеством твердых тел и жидкостей и их довольно легко сжимать (изменять объем).Без чувствительного оборудования было бы трудно убедить людей в том, что газы — это материя. Сегодня мы можем измерить массу небольшого воздушного шара, когда он спущен, а затем надуть его, привязать и снова измерить его массу, чтобы определить дополнительную массу из-за воздуха внутри. Масса воздуха, в комнатных условиях, который занимает 1-литровую банку, составляет приблизительно 0,0002 фунта. Это небольшое количество массы было бы трудно измерить во времени, пока не были разработаны весы для точного измерения очень малых масс.Позже ученые смогли сжать газы до такого маленького объема, что газы превратились в жидкости, что дало понять, что газы — это материя.
Рисунок \ (\ PageIndex {1} \): Все, от муравья до грузовика, до земли, и даже вся галактика состоит из материи. Изображения используются с разрешения Википедии (CC_SA-BY-3.0; предоставлено High Contrast).Даже несмотря на то, что вселенная состоит из столь разных «вещей», как муравьи и галактики, материя, из которой состоят все эти «вещи», состоит из очень ограниченного числа строительных блоков.Эти строительные блоки известны как атомов , и к настоящему времени ученые обнаружили или создали в общей сложности 118 различных типов атомов. Ученые дали имя каждому типу атома. Вещество, состоящее только из одного типа атомов, называется элементом. На данный момент вас должно поразить то, что все формы материи в нашей Вселенной состоят всего из 118 различных строительных блоков. В некотором смысле это похоже на приготовление изысканной трапезы из пяти блюд с использованием всего трех ингредиентов! Как это возможно? Чтобы ответить на этот вопрос, вы должны понять, как различные элементы соединяются вместе, образуя материю.
Самый важный метод, который природа использует для организации атомов в материю, — это образование молекул . Молекулы — это группы из двух или более атомов, связанных вместе. Есть миллионы различных способов связать атомы вместе, а это значит, что существуют миллионы различных возможных молекул. Каждая из этих молекул имеет свой собственный набор химических свойств, и именно эти свойства больше всего беспокоят химиков. Вы узнаете гораздо больше об атомах и молекулах, в том числе о том, как они были открыты, в следующей части учебника.
Сводка
Всякая материя имеет массу и занимает пространство. Все физические объекты состоят из материи. Сама материя состоит из крошечных строительных блоков, известных как «атомы». Человеку известно всего 118 различных типов атомов. Часто атомы соединяются вместе, образуя «молекулы».
Авторы и авторства
Эта страница была создана на основе содержимого следующими участниками и отредактирована (тематически или широко) командой разработчиков LibreTexts в соответствии со стилем, представлением и качеством платформы:
Материя: определение и пять состояний материи
Материя — это «вещество», из которого состоит Вселенная; все, что занимает пространство и имеет массу, является материей.
Вся материя состоит из атомов , которые, в свою очередь, состоят из протонов, нейтронов и электронов.
Атомы объединяются в молекулы, которые являются строительными блоками для всех типов материи, согласно Вашингтонского государственного университета . И атомы, и молекулы удерживаются вместе с помощью формы потенциальной энергии, называемой химической энергией. В отличие от кинетической энергии , , которая представляет собой энергию движущегося объекта, потенциальная энергия представляет собой энергию, запасенную в объекте.
Пять фаз материи
Существует четыре естественных состояния материи: твердые тела, жидкости, газы и плазма. Пятое состояние — это искусственные конденсаты Бозе-Эйнштейна.
Твердые тела
В твердом теле частицы плотно упакованы вместе, поэтому они мало двигаются. Электроны каждого атома постоянно находятся в движении, поэтому атомы имеют небольшую вибрацию, но они фиксируются в своем положении. Из-за этого частицы в твердом теле имеют очень низкую кинетическую энергию.
Твердые тела имеют определенную форму, массу и объем и не соответствуют форме контейнера, в который они помещены. Твердые вещества также имеют высокую плотность, что означает, что частицы плотно упакованы вместе.
Жидкости
В жидкости частицы упакованы более рыхло, чем в твердом теле, и могут обтекать друг друга, придавая жидкости неопределенную форму. Таким образом, жидкость будет соответствовать форме емкости.
Как и твердые тела, жидкости (большинство из которых имеет более низкую плотность, чем твердые тела) невероятно трудно сжимать.
Газы
В газе частицы имеют большое пространство между собой и обладают высокой кинетической энергией. У газа нет определенной формы или объема. Если не ограничен, частицы газа будут распространяться бесконечно; если он ограничен, газ расширится, чтобы заполнить свой контейнер. Когда газ подвергается давлению за счет уменьшения объема контейнера, пространство между частицами уменьшается, и газ сжимается.
Плазма
Плазма не является обычным состоянием материи здесь, на Земле, но может быть наиболее распространенным состоянием материи во Вселенной, согласно Jefferson Laboratory . Звезды — это, по сути, перегретые шары плазмы.
Плазма состоит из сильно заряженных частиц с чрезвычайно высокой кинетической энергией. Благородные газы (гелий, неон, аргон, криптон, ксенон и радон) часто используются для создания светящихся знаков с помощью электричества для ионизации их до состояния плазмы.
Конденсат Бозе-Эйнштейна
Конденсат Бозе-Эйнштейна (BEC) был создан учеными в 1995 году. Используя комбинацию лазеров и магнитов, Эрик Корнелл и Карл Вейман, ученые Объединенного института лабораторной астрофизики ( JILA) в Боулдере, штат Колорадо, охладил образец рубидия с точностью до нескольких градусов от абсолютного нуля. При такой чрезвычайно низкой температуре движение молекул почти прекращается. Поскольку кинетическая энергия почти не передается от одного атома к другому, атомы начинают слипаться.Больше нет тысяч отдельных атомов, есть только один «суператом».
BEC используется для изучения квантовой механики на макроскопическом уровне. Похоже, что свет замедляется при прохождении через BEC, что позволяет ученым изучать парадокс частицы / волны. БЭК также обладает многими свойствами сверхтекучей жидкости или жидкости, которая течет без трения. BEC также используются для моделирования условий, которые могут существовать в черных дырах.
Прохождение фазы
Добавление или удаление энергии из материи вызывает физические изменения, когда материя перемещается из одного состояния в другое.Например, добавление тепловой энергии (тепла) к жидкой воде превращает ее в пар или пар (газ). А удаление энергии из жидкой воды превращает ее в лед (твердое тело). Физические изменения также могут быть вызваны движением и давлением.
Плавление и замерзание
Когда твердое тело нагревается, его частицы начинают вибрировать быстрее и отдаляться друг от друга. Когда вещество достигает определенной комбинации температуры и давления, его точка плавления , твердое вещество начинает плавиться и превращаться в жидкость.
Когда два состояния вещества, например твердое и жидкое, находятся при равновесной температуре и давлении, дополнительное тепло, добавленное в систему, не приведет к увеличению общей температуры вещества до тех пор, пока весь образец не достигнет одинакового физического состояния. Например, если вы положите лед в стакан с водой и оставите его при комнатной температуре, лед и вода в конечном итоге достигнут одинаковой температуры. Поскольку лед тает от тепла, исходящего от воды, он будет оставаться при нуле градусов по Цельсию, пока весь кубик льда не растает, а затем продолжит нагреваться.
Когда тепло отводится от жидкости, ее частицы замедляются и начинают оседать в одном месте внутри вещества. Когда вещество достигает достаточно прохладной температуры при определенном давлении, точке замерзания, жидкость становится твердой.
Большинство жидкостей сжимаются при замерзании. Вода, однако, расширяется, когда замерзает в лед, заставляя молекулы раздвигаться дальше и уменьшать плотность, поэтому лед плавает поверх воды .
Добавление дополнительных веществ, таких как соль в воду, может изменить как температуру плавления, так и температуру замерзания.Например, добавление соли в снег снизит температуру замерзания воды на дорогах, что сделает его более безопасным для водителей.
Существует также точка, известная как тройная точка , где твердые тела, жидкости и газы существуют одновременно. Например, вода существует во всех трех состояниях при температуре 273,16 Кельвина и давлении 611,2 Па.
Большинство жидкостей сжимаются при замерзании, но вода расширяется, делая ее менее плотной, когда она становится льдом. Эта уникальная характеристика позволяет льду плавать в воде, как этот массивный айсберг в Антарктиде.(Изображение предоставлено NASA / Operation Icebridge)Сублимация
Когда твердое вещество превращается непосредственно в газ, минуя жидкую фазу, этот процесс известен как сублимация. Это может происходить либо при быстром повышении температуры образца выше точки кипения (мгновенное испарение), либо при «лиофилизации» вещества путем его охлаждения в условиях вакуума, так что вода в веществе подвергается сублимации и удаляется из него. пример. Некоторые летучие вещества подвергаются сублимации при комнатной температуре и давлении , например замороженный диоксид углерода или сухой лед.
Испарение
Испарение — это превращение жидкости в газ, которое может происходить либо при испарении, либо при кипении.
Поскольку частицы жидкости находятся в постоянном движении, они часто сталкиваются друг с другом. Каждое столкновение также вызывает передачу энергии, и когда достаточно энергии передается частицам у поверхности, они могут быть полностью выбиты из образца в виде свободных частиц газа. При испарении жидкости охлаждаются, потому что энергия, передаваемая поверхностным молекулам, вызывающая их утечку, уносится вместе с ними.
Жидкость закипает, когда к жидкости добавляется достаточно тепла, чтобы вызвать образование пузырьков пара под поверхностью. Эта точка кипения — это температура и давление, при которых жидкость становится газом.
Конденсация и осаждение
Конденсация происходит, когда газ теряет энергию и объединяется с образованием жидкости. Например, водяной пар конденсируется в жидкую воду .
Осаждение происходит, когда газ превращается непосредственно в твердое тело, минуя жидкую фазу.Водяной пар становится льдом или инеем, когда воздух, соприкасающийся с твердым телом, например травинкой, холоднее, чем остальной воздух.
Дополнительные ресурсы:
Эта статья была обновлена 21 августа 2019 г. участником Live Science Рэйчел Росс.
Закон сохранения массы
Цель обучения
- Определите закон сохранения массы
Ключевые точки
- Закон сохранения массы гласит, что масса в изолированной системе не создается и не разрушается химическими реакциями или физическими преобразованиями.
- Согласно закону сохранения массы, масса продуктов химической реакции должна равняться массе реагентов.
- Закон сохранения массы полезен для ряда вычислений и может использоваться для решения неизвестных масс, таких как количество газа, потребляемого или производимого во время реакции.
Условия
- реагент Любой из участников, присутствующий в начале химической реакции. Кроме того, молекула до того, как претерпит химическое изменение.
- закон сохранения массы Закон, который гласит, что масса не может быть создана или разрушена; он просто переставлен.
- продукт Химическое вещество, образующееся в результате химической реакции.
История закона сохранения массы
Древние греки впервые предложили идею о постоянстве общего количества материи во Вселенной. Однако Антуан Лавуазье описал закон сохранения массы (или принцип сохранения массы / материи) как фундаментальный принцип физики в 1789 году.
Антуан Лавуазье Портрет Антуана Лавуазье, ученого, которому приписывают открытие закона сохранения массы.Этот закон гласит, что, несмотря на химические реакции или физические преобразования, масса сохраняется, то есть не может быть создана или уничтожена в изолированной системе. Другими словами, в химической реакции масса продуктов всегда будет равна массе реагентов.
Закон сохранения массы-энергии
Этот закон был позже изменен Эйнштейном в законе сохранения массы-энергии, который описывает тот факт, что полная масса и энергия в системе остаются постоянными.Эта поправка включает тот факт, что масса и энергия могут быть преобразованы друг в друга. Однако закон сохранения массы остается полезным понятием в химии, поскольку энергия, производимая или потребляемая в типичной химической реакции, составляет ничтожное количество массы.
Таким образом, мы можем представить себе химические реакции как перегруппировку атомов и связей, в то время как количество атомов, участвующих в реакции, остается неизменным.