Большинство учеников средних школ одним из самых сложных и неприятных предметов для себя считают химию. На самом же деле химия не сложнее той же физики, или математики, а в некоторых случаях гораздо интереснее их. Многие ученики еще не приступив к изучению химии уже подсознательно ее бояться, наслушавшись отзывов от старшеклассников обо всех «ужасах» данного предмета и «тирании» его преподавателя.
Другой причиной сложностей с химией является то, что в ней используются некоторые специфические ключевые понятия и термины, с которыми ученик никогда ранее не сталкивался и аналогию которым сложно найти в обычной жизни. Без соответствующего объяснения со стороны преподавателя данные термины так и остаются непонятыми учениками, что затрудняет весь последующий процесс изучения химия.
Одним из таких терминов является понятие молярной массы вещества и задачи по ее нахождению. Это является основой основ всего предмета химии.
Что такое молярная масса вещества
Классическое определение гласит, что молярная масса
- это масса одного моль вещества. Вроде бы все просто, но остается непонятным что такое «один моль» и имеет ли она какую-то связь с насекомыми.
Моль – это количество вещества, в котором содержится определенное количество молекул, если быть точным, то 6,02 ∙ 10 23 . Это число называется постоянной или числом Авогадро.
Все химические вещества имеют разный состав и размер молекул. Следовательно, если взять одну порцию, состоящую из 6,02 ∙ 10 23 молекул, то у разных веществ будет свой объем и своя масса этой порции. Масса данной порции и будет являться молярной массой конкретного вещества. Молярная масса традиционно обозначается в химии буквой M и имеет размерность г/моль и кг/моль.
Как найти молярную массу вещества
Прежде чем приступить к вычислению молярной массы вещества необходимо четко уяснить ключевые понятия, связанные с ней.
- Молярная масса вещества численно равна относительной молекулярной массе, если структурными единицами вещества являются молекулы. Молярная масса вещества также может быть равна относительной атомной массе, если структурными единицами вещества являются атомы.
- Относительная атомная масса показывает во сколько раз масса атома конкретного химического элемента больше заранее определенной постоянной величины за которую принята масса 1/12 части атома углерода. Понятие относительной атомной массы введено для удобства, так как человеку сложно оперировать столь малыми числами как масса одного атома.
- Если вещество состоит из ионов, то в этом случае говорят о его относительной формульной массе
. Например, вещество карбонат кальция CaCO 3 состоит из ионов.
- Относительную атомную массу вещества конкретного химического элемента можно найти в периодической таблице Менделеева. Например, для химического элемента углерода относительная атомная масса равна 12,011. Относительная атомная масса не имеет единиц измерения. Молярная масса углерода будет равна, как уже было сказано выше, относительной атомной, но при этом у нее появятся единицы измерения. То есть молярная масса углерода будет равна 12 г/моль. Это означает, что 6,02 ∙ 10 23 атомов углерода будут весить 12 грамм.
- Относительную молекулярную массу можно найти как сумму атомных масс всех химических элементов, образующих молекулу вещества. Рассмотрим это на примере двуокиси углерода, или как его еще все называют углекислого газа, имеющего формулу CO 2 .
В молекулу углекислого газа входит один атом углерода и два атома кислорода. Используя таблицу Менделеева находим, что относительная молекулярная масса углекислого газа будет равна 12 + 16 ∙ 2 = 44 г/моль. Именно такой массой будет обладать порция углекислого газа, состоящая из 6,02 ∙ 10 23 молекул.
- Классическая формула нахождения молярной массы вещества в химии имеет следующий вид:
M = m/n
где, m – масса вещества, г;
n – число молей вещества, то есть сколько порций по 6,02 ∙ 10 23 молекул, атомов или ионов в нем содержится, моль.Соответственно число молей вещества может быть определено по формуле:
n = N/N a
где, N – общее число атомов или молекул;
N а – число или постоянная Авогадро, равная 6,02 ∙ 10 23 .На этих двух формулах базируется большинство задач по нахождению молярной массы вещества в химии. Вряд ли для большинства людей будет непреодолимой трудностью использование двух взаимосвязанных отношений. Главное понять суть основных понятий таких как моль, молярная масса и относительная атомная масса и тогда решение задач по химии не вызовет у вас никаких затруднений.
Чтобы решить большинство типовых задач по химии вы также можете добавить одно из известных условий: число молекул, число молей или массу вещества. Под кнопкой Рассчитать после ее нажатия будет приведено полное решение задачи на основе введенных исходных данных.
Если в химической формуле вещества встречаются скобки, то раскройте их, добавив к каждому элементу соответствующий индекс. Например, вместо классической формулы гидроксида кальция Ca(OH) 2 используйте в калькуляторе следующую формулу химического вещества CaO 2 H 2 .
Задачи на выход продукта реакции (9 класс)
Количество продукта, рассчитанное по уравнению реакции, - теоретический выход, соответствует 100%. Но на практике в производстве происходят потери. То есть рассчитывают практический выход, реально полученное вещество (меньше 100%), обозначается η (этта).
η
=
V
практ.
.
100%
|
|
η
=
m
практ.
.
100%
Задача 1. На гашеную известь ( Ca (OH
Задача 2 . Сколько фосфорной кислоты можно получить из 10 кг оксида фосфора ( V ), если выход кислоты составляет 80% от теоретически возможного?
Задача 3.Определить массу цинка, которую надо израсходовать при взаимодействии с соляной кислотой для получения 50л водорода(н.у), если объемная доля выхода водорода 90%.
Задача 4. Определите объем полученного сероводорода(н.у), если в реакции с водородом израсходовано 100г серы и доля выхода продукта 0,8.
Задача 5. Вычислите массу оксида серы ( VI ), который образовался при окислении кислородом оксида серы ( IV ) массой 16 г, если выход продукта реакции составляет 80% от теоретически возможного.
№1. При взаимодействии 6,9 г натрия с водой получили 3л водорода (н.у.). Вычислите объемную долю выхода газа в %.
№2. Из 140 г оксида кальция получили 182 г гидроксида кальция. Вычислите массовую долю выхода гидроксида кальция.
№3. При взаимодействии 11,2 г железа с соляной кислотой выделилось 4,45 л водорода (н. у.). Вычис лите объемную долю (в %) выхода водорода от теоре тически возможного.
№4. Из 4,08 кг оксида алюминия получили 2 кг алюминия. Вычислите массовую долю (в %) выхода продукта реакции от теоретически возможного.
№5. При восстановлении железа углеродом из 16 г оксида железа ( III ) выделилось 3 л оксида углерода (IV ) (н. у.). Какова объемная доля (в %) выхода окси да углерода (IV ) от теоретически возможного?
№6. Вычислите объем водорода (н.у.), который может быть получен при растворении в воде 120 мг кальция, если выход газа составляет 80% от теоретически возможного.
№7. Вычислите объем водорода (н.у.), который может быть получен при растворении в воде 11,5 г натрия, содержащего 2% примесей, если выход водорода составляет 95% от теоретически возможног
№8. На гашеную известь ( Ca (OH ) 2) подействовали 3,15 кг чистой азотной кислотой. Какую массу нитрата кальция получили, если практический выход составляет 0,98 по сравнению с теоретическим?
№9.При термическом разложении 20 г известняка (СаСО 3), содержащего 10% примесей, было получено 3,23 л углекислого газа (н.у.). Вычислите выход углекислого газа от теоретически возможного .
ВЫЧИСЛЕНИЕ ВЫХОДА ПРОДУКТА РЕАКЦИИ В ПРОЦЕНТАХ ОТ ТЕОРЕТИЧЕСКИ ВОЗМОЖНОГО, ЕСЛИ ИЗВЕСТНЫ МАССЫ ИСХОДНОГО ВЕЩЕСТВА И ПРОДУКТА РЕАКЦИИ
Задача 1. Через известковую воду, содержащую 3,7 г гидроксида кальция, пропустили углекислый газ. Выпавший осадок отфильтровали, высушили, взвесили. Его масса оказалась равной 4,75 г. Вычислить выход продукта реакции (в процентах) от теоретически возможного.
Дано:I способ.
Определим количества приведенных в условии задачи веществ:
v = m /
M = 3,7 г /
74 г/моль = 0,05 моль;
v = 0,05 моль
v(CaCO 3
) = m(CaCO 3
) /
M(CaCO 3
) = 4,75 г /
100 г/моль = 0,0475 моль;
v(CaCO 3
) = 0,0475 моль
Запишем уравнение химической реакции:
Ca(OH) 2
Из уравнения химической реакции следует, что из 1 моль Ca(OH) 2
образуется 1 моль CaCO 3
, а значит, из 0,05 моль Ca(OH) 2
теоретически должно получиться столько же, то есть 0,05 моль CaCO 3
. Практически же получено 0,0475 моль CaCO 3
, что составит:
w вых.
(CaCO 3
) = 0,0475 моль *
100 % /
0,05 моль = 95 %
w вых.
(CaCO 3
) = 95 %
II способ.
Принимаем во внимание массу исходного вещества (гидроксида кальция) и уравнение химической реакции:
Ca(OH) 2
Рассчитаем по уравнению реакции, сколько теоретически образуется карбоната кальция.
Из 74 г Ca(OH) 2Отсюда х = 3,7 г * 100 г / 74 г = 5 г, m(CaCO 3 ) = 5 г
Это означает, что из данных по условию задачи 3,7 г гидроксида кальция теоретически (из расчётов) можно было бы получить 5 г карбоната кальция, а практически получено лишь 4,75 г продукта реакции. Из этих данных определим выход карбоната кальция (в %) от теоретически возможного:
5 г CaCO 3
составляют 100% - ный выход
4,75 г CaCO 3
составляют х %
x = 4,75 моль
*
100 %
/
5 г = 95 % ;
w
вых.
(CaCO
3
) = 95 %
Ответ: выход карбоната кальция составляет 95 % от теоретически возможного.
Задача 2. При взаимодействии магния массой 36 г с избытком хлора получено 128,25 г хлорида магния. Определить выход продукта реакции в процентах от теоретически возможного.
Дано: Рассмотрим два способа решения этой задачи: с использованием величины количества вещества и массы вещества .I способ.
Из данных по условию задачи значений масс магния и хлорида магния рассчитаем значения количества этих веществ:
v(Mg) = m(Mg) /
M(Mg) = 36 г /
24 г/моль = 1,5 моль; v(Mg) = 1,5 моль
v(MgCl 2
) = m(MgCl 2
)/
M(MgCl 2
) = 128,25 г /
95 г/моль = 1,35 моль;
v(MgCl 2
) = 1,35 моль
Составим уравнение химической реакции:
Mg
Воспользуемся уравнением химической реакции. Из этого уравнения следует, что из 1 моль магния можно получить 1 моль хлорида магния, а, значит, из данных 1,5 моль магния можно теоретически получить столько же, то есть 1,5 моль хлорида магния. А практически получено лишь 1,35 моль. Поэтому выход хлорида магния (в %) от теоретически возможного составит:
1,5 моль MgCl 2х = 1,35 моль * 100% / 1,5 моль = 90%, т.е. w вых. (MgCl 2 ) = 90%
II способ.
Рассмотрим уравнение химической реакции:
Mg
В первую очередь по уравнению химической реакции определим, сколько граммов хлорида магния можно получить из данных по условию задачи 36 г магния.
Из 24 г Mg 2Отсюда х = 36 г * 95 г / 24 г = 142,5 г; m(MgCl 2 ) = 142,5 г
Это означает, что из данного количества магния можно было бы получить 142,5 г хлорида магния (теоретический выход, составляющий 100%). А получено всего 128,25 г хлорида магния (практический выход).
Рассмотрим теперь, сколько процентов составляет практический выход от теоретически возможного:
х = 128,25 г * 100 % / 142,5 г = 90 %, то есть w вых. (MgCl 2 ) = 90%
Ответ: выход хлорида магния составляет 90% от теоретически возможного.
Задача 3. Металлический калий массой 3,9 г поместили в дистиллированную воду объемом 50 мл. В результате реакции получили 53,8 г раствора едкого кали с массовой долей вещества равной 10%. Вычислить выход едкого кали (в процентах) от теоретически возможного.
Дано:2K
На основе этого уравнения химической реакции сделаем расчёты.
Вначале определим массу едкого кали, которую теоретически можно было бы получить из данной по условию задачи массы калия.
Отсюда: x = 3,9 г * 112 г / 78 г = 5,6 г m(KOH) = 5,6 г
Из этой формулы выражаем m в-ва:
m в-ва = m р-ра *
w в-ва /
100%
Определим массу едкого кали, находящегося в 53,8 г 10% -ного его раствора:
m(KOH) = m р-ра *
w(KOH) /
100% = 53,8 г *
10% /
100% = 5,38 г
m(KOH) = 5,38 г
Наконец, рассчитываем выход едкого кали в процентах от теоретически возможного:
w вых. (КОН) = 5,38 г /
5,6 г *
100% = 96%
w
вых.
(КОН) = 96%
Ответ: Выход едкого кали составляет 96% от теоретически возможного.
Алгоритм VII. Определение массовой или объемной доли выхода продукта реакции (в%) от теоретически возможного
Задача VII.1.
| Последовательность действий | При термическом разложении метана массой 32 г на углерод и водород образовался водород объемом 7,5л (н.у.). Вычислите объемную долю (%) выхода водорода от теоретически возможного |
| Дано: m(CH4) = 32 г V пр (Н2)= 7,5 л Найти: φ (H2)- ? |
|
| C Н 4 = C + 2 H 2 |
|
| C Н 4 = C + 2 H 2 1 моль 2 моль 22,4 л/моль |
|
| Mr (CH4) =16 г/моль |
|
| По уравнению реакции 1 моль CH4 - 2 моль H2 По условию 2 моль CH4 - 4 моль H2 |
|
| Определить объем теоретический водорода | Vтеор(H2)=Vm*n(H2) Vтеор(H2)= 22?4 л/моль*2 моль=44,8 л |
| Найти объемную долю (%) выхода водорода от теоретически возможного | φ (H2)=Vпр(H2)/Vтеор*100% φ (H2)=7,5 л/44,8 л*100%=16,7% |
| Сформулировать ответ | Объемная доля (%) выхода водорода от теоретически возможного при термическом разложении метана массой 32 г на углерод и водород с образованием водорода объемом 7,5л (н.у.) составляет 16,7 % |
Задача VII.2.
| Последовательность действий | В результате прямой гидратации 112 м3 (н.у.) этилена получили 172,5 кг этилового спирта. Вычислить выход спирта (%) от теоретически возможного |
| Кратко записать условие задачи | Дано: V(C2H4)=112 м3 m(C2H5OH)=172,5 кг Найти: φ (C2H5OH)- ? |
| Записать уравнение реакции, подчеркнуть формулы тех веществ, которые используются в решении | C 2 Н 4 +H2O = C 2 H 5 OH |
| Записать данные задачи и искомые над формулами, под формулами – количественные характеристики, необходимые для расчетов в соответствии с уравнением | 112 м3 172,5 г, X% C 2 Н 4 +H2O = C 2 H 5 OH 1 моль 1 моль |
| Найти относительные молекулярные массы, молярные массы веществ, используемых при решении задачи | Mr (C2H5OH)=46 г/моль=0,046 кг/моль |
| Найти количества веществ, вступающих в реакцию | По уравнению реакции 1 моль CH4 - 1 моль H2 По условию nтеор (C2H5OH)= n теор (C2H4) |
| n теор (C2H4)=V/Vm n теор (C2H4)=112*10л/22,4 л/моль=5000 моль nтеор (C2H5OH)=5000 моль |
|
| Найти объемную долю (%) выхода спирта от теоретически возможного | φ (C2H5OH)=172,5кг/5000 моль*0,046 кг/моль * 100%=75% |
| Сформулировать ответ | Выход спирта (%) от теоретически возможного в результате прямой гидратации 112 м3 (н.у.) этилена, в результате которой получили 172,5 кг этилового спирта составит 75% |
Задача VII.3.
| Последовательность действий | Какой объем (н.у.) этилена можно получить при каталитической дегидрировании 1,5 т этана, если выход продукта реакции составляет 90 % от теоретически возможного? |
| Кратко записать условие задачи | Дано: φ (C2H4)=90% m(C2H6)=1500 кг Найти: V (C2H4) -? |
| Записать уравнение реакции, подчеркнуть формулы тех веществ, которые используются в решении | C 2 Н 6 = C 2 H 4 + H2 |
| Записать данные задачи и искомые над формулами, под формулами – количественные характеристики, необходимые для расчетов в соответствии с уравнением | C 2 Н 6 = C 2 H 4 + H2 1 моль 1 моль |
| Найти относительные молекулярные массы, молярные массы веществ, используемых при решении задачи | Mr (C2H6)=30 г/моль=0,03 кг/моль |
| Найти количества веществ, вступающих в реакцию | По уравнению реакции 1 моль CH4 - 1 моль C2H6 По условию nтеор (CH4)= n теор (C2H6) |
| Определить количество вещества этилена и этилового спирта | n теор (C2H6)=m/M n теор (C2H6)=1500кг/0,03 кг/моль=50000 моль nтеор (C2H4)=50000 моль |
| Найти V пр этилена | Vпр (C2H4)= n (C2H4)* V теор *φ/100% Vпр (C2H4)=50000*22,4*90/100=1008000л |
| Сформулировать ответ | При каталитической дегидрировании 1,5 т этана, если выход продукта реакции составляет 90 % от теоретически возможного, можно получить 1008000 л этилена |
Задачи для самостоятельного решения.
Задача VII.4. Какую массу пропилового спирта потребуется окислить для получения 13,92 г пропионового альдегида, если выход последнего составляет 80% от теоретически возможного?
Задача VII.5. Газ, образующийся при нагревании 29,95 мл предельного одноатомного спирта с концентрированной серной кислотой, присоединяет 8,96 л водорода в присутствии катализатора. Определите молекулярную формулу исходного спирта, если выход углерода составляет 90 % от теоретического
Задача VII.6. Один из методов получения уксусной кислоты заключается в каталитическом окислении бутана. Какую массу раствора уксусной кислоты концентрацией 90% можно получить окислением 100 л бутана, если выход целевого продукта 65%?
Задача VII.7. При гидрировании этилена объемом 20 л (н.у.) получили 18 л этана. Рассчитайте объемную долю выхода этана
Задача VII.8. При пропускании 7 л этилена с водородом над нагретым катализатором получили 6 л этана. Вычислите объемную долю (%) выхода этана от теоретического. Объемы газов измерены при н.у.
Задача VII.9. Вычислите массовую долю в % выхода бензола от теоретически возможного, если известно, что из 11,2 л ацетилена (н.у.) было получено 10 г бензола
Задача VII.10. В лаборатории из 156 г бензола при реакции нитрования было получено 220 г нитробензола. Каков выход нитробензола (%) от теоретически возможного?
Элемента).
Выражайте значение массы из формулы массовой доли вещества: w = m(x)*100%/m, где w – массовая доля вещества, m(x) – масса вещества, m – масса раствора, в котором растворено данное вещество. Чтобы найти массу вещества необходимо: m(x) = w*m/100%.
Из формулы выхода продукта вычисляйте нужную вам массу: выход продукта = mp(x)*100%/m(x), где mp(x) – масса продукта x, полученного в реальном процессе, m(x) – рассчитанная масса вещества x. Выводите: mp(x) = выход продукта* m(x)/100% или m(x) = mp(x)*100%/ выход продукта. При данном в условии задачи выходе продукта эта формула будет необходима. Если выход продукта не дан, то следует считать, что он равен 100%.
Если в условии присутствует уравнение реакции, то решайте задачу по нему. Для этого сначала составьте уравнение реакции, затем вычислите из него количества вещества полученного или затраченного для данной реакции и уже это количество вещества подставьте в нужные формулы. Например, Na2SO4 + BaCl2 = BaSO4 + 2NaCl. Известно, что масса BaCl2 равна 10,4 г, нужно найти массу NaCl. Рассчитайте количество вещества хлорида бария: n = m/M. M (BaCl2) = 208 г/моль. n(BaCl2) = 10,4/208 = 0,05 моль. Из уравнения реакции следует, что из 1 моля BaCl2 образовалось 2 моль NaCl. Вычислите какое количество вещества образуется из 0,05 моль BaCl2. n(NaCl) = 0,05*2/1 = 0,1 моль. В задаче же требовалось найти массу хлорида натрия, найдите, предварительно рассчитав молярную массу хлорида натрия. M(NaCl) = 23+35,5 = 58,5 г/моль. m(NaCl) = 0,1*58,5 = 5,85 г. Задача решена.
Обратите внимание
Единицами измерения массы могут быть миллиграммы, граммы, килограммы.
Источники:
- "Пособие по химии", Г.П. Хомченко, 2005.
Масса тела - это одна из важнейших его физических характеристик, которая показывает его гравитационные свойства. Зная объем вещества, а также его плотность, можно без труда вычислить и массу тела, в основе которого и лежит это вещество.
Вам понадобится
- Объем вещества V, его плотность p.
Инструкция
Пускай нам дано неоднородное с массой V и массой m. Тогда его можно будет рассчитать по формуле:
p = m/V.
Из этой следует, что для того, чтобы рассчитать массу , можно воспользоваться ее следствием:
m = p*V. Рассмотрим :Пусть нам дан платиновый брусок. Его объем равен 6 кубическим метрам. Найдем его массу.
Задача решается в 2 действия:
1) Согласно таблице плотности различных веществ, плотность платины составляет 21500 кг/куб. метров.
2) Тогда, зная плотность и объем этого вещества, рассчитаем его массу:
6*21500 = 129000 кг, или 129 тонн.
Видео по теме
Воду, как и любую жидкость, не всегда можно взвесить на весах. Но узнать массу воды бывает необходимо как на некоторых производствах, так и в обычных житейских ситуациях, от расчета резервуаров до решения вопроса, какой запас воды вы можете взять с собой в байдарку или резиновую лодку. Для того, чтобы вычислить массу воды или любой жидкости, помещенной в тот или иной объем, прежде всего необходимо знать ее плотность.
Вам понадобится
- Мерная посуда
- Линейка, рулетка или любой другой измерительный прибор
- Сосуд для переливания воды
Инструкция
Если вам нужно вычислить массу воды в небольшом сосуде, это можно сделать с помощью обычных весов. Взвесьте сначала сосуд вместе с . Затем перелейте воду в другую посуду. После этого взвесьте пустой сосуд. Из полного сосуда вычтите массу пустого. Это и будет содержавшейся в сосуде воды. Таким образом можно массу не только жидких, но и сыпучих веществ, если есть возможность их пересыпать в другую посуду. Такой способ иногда еще можно наблюдать в некоторых магазинах, где нет современного оборудования. Продавец сначала взвешивает пустую банку или бутылку, затем заполняет ее сметаной, взвешивает снова, определяет вес сметаны и только после этого рассчитывает ее стоимость.
Для того, чтобы определить массу воды в сосуде, который невозможно взвесить, необходимо знать два параметра - плотность воды (или любой другой жидкости) и объем сосуда. Плотность воды составляет 1 г/мл. Плотность другой жидкости можно найти в специальной таблице, которая обычно бывает в справочниках по химии.
Если нет мерной посуды, в которую можно перелить воду, вычислите объем сосуда, в котором она находится. Объем всегда равен произведению площади основания на высоту, и с сосудами постой формы обычно проблем не возникает. Объем воды в банке будет равен площади круглого основания на высоту, заполненную водой. Умножив плотность? на объем воды V, вы получите массу воды m: m=?*V.
Видео по теме
Обратите внимание
Определить массу можно и зная количество воды и ее молярную массу. Молярная масса воды равна 18, поскольку состоит из молярных масс 2 атомов водорода и 1 атома кислорода. MH2O = 2MH+MO=2·1+16=18 (г/моль). m=n*M, где m – масса воды, n – количество, M – молярная масса.
Плотность есть отношение массы к занимаемому ей объему – для твердых тел, и отношением молярной массы к молярному объему – для газов. В самом общем виде объем (или молярный объем) будет отношением массы (или молярной массы) к ее плотности. Плотность известна. Что делать? Сперва определить массу, затем вычислить объем, затем внести необходимые поправки.
Инструкция
Объем газа равен отношению произведения , умноженного на его – к уже известной плотности. Иными , даже зная , необходимо знать молярную массу газа и количество , то есть – сколько у вас есть моль газа. В принципе, зная, сколько моль газа у вас есть, можно вычислить его объем, даже не зная плотности – согласно закону Авогадро, один моль любого газа занимает объем 22,4 л. Если же обязательно вычислять объем через плотность, то вам понадобится узнать массу газа в неизвестном пока объеме.
Объем твердого тела можно определить, даже не зная плотности, просто измерив его, а в случае сложной и очень неправильной формы объем определяется, например, по объему вытесненной твердым телом жидкости. Однако, если необходимо вычислять объем именно через плотность, то объем твердого тела есть отношение массы тела к его плотности, а масса обычно определяется простым взвешиванием. Если же взвесить тело по каким-то причинам (например, оно слишком большое или движется) невозможно, то придется прибегать к довольно сложным косвенным расчетам. К примеру, для движущегося тела масса есть отношение удвоенной кинетической энергии к квадрату его скорости, или отношение силы, приложенной к телу, к его ускорению. Для очень большого покоящегося тела придется прибегать к расчетам по отношению к массе Земли, с использованием гравитационной постоянной и момента вращения. Или же – через вычисление удельной теплоемкости вещества; в любом случае знания только плотности для вычисления объема будет недостаточно.
Вычислив массу твердого тела, можно вычислить объем – простым делением массы на плотность.
Обратите внимание
1. Указанные выше методы более или менее применимы только в случае однородности вещества, из которого состоит твердое тело
2. Приведенные методы более или менее применимы в сравнительно узком промежутке температур – от минус 25 до плюс 25 градусов Цельсия. При изменении агрегатного состояния вещества плотность может меняться скачкообразно; в этом случае формулы и методы вычислений будут совсем другими.
Масса как физическая величина - это параметр, характеризующий силу воздействия тела на гравитацию. Для расчета массы тела в физике требуется знать две его величины: плотность материала тела и его объем.
Инструкция
Пусть задано некое тело объемом V его p. Тогда его подсчитывают так:
m = p*V. Для наглядности приводится :
Пусть дан алюминиевый объемом 5 куб. метров. Плотность алюминия составляет 2700 кг./куб. метр. В таком случае масса бруска составит:
m = 2700/5 = 540 кг.
Обратите внимание
Понятие массы часто путают с другой, не менее редко встречающейся, физической величиной - весом. Вес измеряется в н/м³ и характеризует силу, которая воздействует на точку опоры. Масса же, по своей природе, не имеет какой бы то ни было точки опоры, и воздействует, как было отмечено, лишь на гравитацию Земли.
Совет 6: Как найти массу, если известны объем и плотность
Масса какого-либо тела является его важнейшей физической характеристикой. В современной физической науке есть разграничение понятия "масса": гравитационная масса (как степень воздействия тела на земную гравитацию) и инертная масса (какое усилие потребуется для того, чтобы вывести тело из состояния инерции). В любом случае найти массу очень легко, если известны плотность и объем тела.
Инструкция
Для наглядности можно привести . Требуется найти массу бетонной плиты, чей объем составляет 15 м³.
Решение: массы бетонной плиты требуется знать лишь его плотность. Для того, чтобы узнать эту информацию, нужно воспользоваться таблицей плотностей различных веществ.
Согласно этой таблице плотность бетона составляет 2300 кг/м³. Тогда для того, чтобы найти массу бетонной плиты, потребуется совершить простое алгебраическое действие: m = 15*2300 = 34500 кг, или 34.5 тонн. Ответ: масса бетонной плиты составляет 34.5 тонн
Измерение массы традиционным способом происходит при помощи одного из древнейших приборов человечества - с помощью весов. Это происходит благодаря сравнению массы тела с помощью эталонной массы груза - гирь.
Обратите внимание
Проводя расчет по указанной выше формуле, необходимо осознавать, что таким образом узнается масса покоя данного тела. Интересен факт того, что многие элементарные частицы обладают колеблющейся массой, которая зависит от скорости их движения. Если элементарная частица движется со скоростью тела, то эта частица является безмассовой (например, фотон). Если же скорость движения частицы ниже скорости света, то такая частица называется массивной.
Полезный совет
При измерении массы никогда нельзя забывать, в какой системе будет дан конечный результат. Имеется ввиду, что в системе СИ масса измеряется в килограммах, в то время как в системе СГС масса измеряется в граммах. Также масса измеряется в тоннах, центнерах, каратах, фунтах, унциях, пудах, а также во многих других единицах в зависимости от страны и культуры. В нашей стране, к примеру, массу издревле измеряли в пудах, берковцах, золотниках.
Источники:
- масса бетонной плиты
Все вещества имеют определенную плотность. В зависимости от занимаемого объема и заданной массы, вычисляется плотность. Она находится, исходя из экспериментальных данных и числовых преобразований. Кроме того, плотность зависит от множества различных факторов, в связи с которыми изменяется ее постоянное значение.
Инструкция
Представьте себе, что дан некоторый сосуд, до краев заполненный водой. В задаче необходимо найти плотность воды, при этом не зная ни массы, ни объема. Для того, чтобы вычислить плотность, следует найти оба параметра экспериментально. Начните с определения массы.
Возьмите сосуд и поставьте его на весы. Затем выльете из него воду, после чего снова поставьте сосуд на те же весы. Сравните результаты измерений и получите формулу для нахождения массы воды:
mоб.- mс.=mв., где mоб. - масса сосуда с водой (общая масса), mс - масса сосуда без воды.
Второе, что потребуется найти - воды. Перелейте воду в мерный сосуд, затем по имеющейся на нем шкале определите, объем воды содержался в сосуде. Лишь после этого по формуле найдите плотность воды:
ρ=m/V
С помощью этого опыта можно лишь приблизительно определить плотность воды. Однако, под воздействием некоторых факторов она может . Ознакомьтесь с наиболее важными из таких факторов.
При температуре воды t=4 °C вода имеет плотность ρ=1000 кг/м^3 или 1 г/см^3. При изменении меняется и плотность. Помимо этого, к факторам, влияющим на плотность относят давление, минерализация и соленость воды. Наиболее ярко выражено влияние на плотность температуры.
Запомните, что плотность под действием температуры изменяется по параболическому закону. Значение t=4 °C является критической точкой данной параболы, на которой плотность воды достигает наибольшего значения. Любая температура, находящаяся выше или ниже этого значения, ведет к снижению плотности. При температуре 0 °C плотность воды значительно понижается.
Минерализация и давление действуют на плотность воды одинаково. При их повышении плотность растет. Также заметное плотность воды прямо пропорциональна концентрации в ней соли.
Существуют и другие факторы, от которых зависит плотность воды, но их влияние значительно слабее, чем у указанных выше.
Видео по теме
Масса вещества - это та мера, с помощью которой воздействует тело на свою опору. Она измеряется в килограммах (кг), граммах (г), тоннах (т). Найти массу вещества, если известен его объем, очень легко.
