![[중3 화학반응] 3강.질량보존법칙✨┃개념부터 차근차근!👩🏻💻](https://i.ytimg.com/vi/-GTcgFg-t4g/hqdefault.jpg)
콘텐츠
물리학의 가장 중요한 원칙 중 하나는 가장 중요한 많은 속성이 중요한 원칙에 흔들리지 않는다는 것입니다. 보존 된즉, 선택한 시스템에 포함 된 이러한 수량의 총량은 변경되지 않습니다.
물리학에서 일반적으로 사용되는 4 가지 양은 적용되는 보존 법칙이 특징입니다. 이것들은 에너지, 기세, 각운동량 과 질량. 이들 중 처음 3 개는 종종 기계 문제에 특정한 양이지만, 질량은 보편적이며, 과학 세계에서 오래 지속 된 일부 의혹을 확인하면서 질량이 보존된다는 발견 또는 시연은 그대로 보존되었다는 것이 증명에 필수적이었습니다. .
대량 보존의 법칙
그만큼 질량 보존법 에, 폐쇄 시스템 (전체 우주를 포함하여) 질량은 화학적 또는 물리적 변화에 의해 생성되거나 파괴 될 수 없습니다. 다시 말해, 총 질량은 항상 보존됩니다. 건방진 막심 "무엇이 들어와야 만!" 물리적 흔적없이 단순히 사라지는 것은 전혀 없었기 때문에 문자 그대로의 과학적 트루 즘 인 것처럼 보입니다.
산소, 수소, 질소, 황 및 탄소 원자를 가진 모든 피부 세포에서 모든 분자의 모든 성분이 여전히 존재합니다. 미스터리 공상 과학 소설이 보여 주듯이 X 파일 진실에 대해 선언합니다. 어딘가에.'
대신에“물질 보존 법칙”이라고 불릴 수 있습니다. 왜냐하면 중력이 없으면 세상에는 특히“거대한”물체에 대해 특별한 것이 없기 때문입니다. 이 중요한 차이점에 대한 자세한 내용은 관련성을 과장하기 어렵 기 때문에 따릅니다.
대량 보존법의 역사
대량 보존 법칙의 발견은 1789 년 프랑스 과학자 Antoine Lavoisier에 의해 이루어졌다. 다른 사람들은 이전에 그 아이디어를 생각해 냈지만, Lavoisier가 먼저 그것을 증명했습니다.
당시 원자 이론에 대한 화학에 대한 일반적인 믿음의 대부분은 여전히 고대 그리스인들로부터 나 왔으며, 최근의 아이디어 덕분에 불 안에 뭔가가 있다고 생각되었습니다.연소")는 실제로 물질이었다. 과학자들은 이것이 재의 더미가 재를 생산하기 위해 태워 진 것보다 더 가벼운 이유를 설명했다.
Lavoisier 가열 수은 산화물 화학 물질 중량 감소량은 화학 반응에서 방출 된 산소 가스의 중량과 동일 함을 주목해야한다.
화학자들은 수증기 나 미량 가스와 같이 추적하기 어려운 것들을 설명하기 전에 그러한 법이 실제로 작동하고 있다고 의심 되더라도 물질 보존 원칙을 적절히 테스트 할 수 없었습니다.
어쨌든, Lavoisier는 화학 반응에서 물질이 보존되어야한다고 언급했다. 이는 화학 방정식의 각 측면에있는 물질의 총량이 동일하다는 것을 의미한다. 이는 반응물의 총 원자 수 (반드시 총 분자 수는 아님)가 화학적 변화의 특성에 관계없이 생성물의 양과 같아야 함을 의미합니다.
질량 보존 개요
대중 보존 법칙으로 사람들이 겪을 수있는 한 가지 어려움은 감각의 한계가 법의 일부 측면을 덜 직관적으로 만든다는 것입니다.
예를 들어, 1 파운드의 음식을 먹고 1 파운드의 물을 마실 때, 화장실에 가지 않더라도 6 시간 정도 후에 무게가 다를 수 있습니다. 이것은 음식의 탄소 화합물이 이산화탄소 (CO)로 변환되기 때문입니다2) 호흡에있는 (보통 보이지 않는) 증기로 점차 숨을 내 쉰다.
화학 개념으로서의 질량 보존 법칙의 핵심은 물리를 포함한 물리 과학을 이해하는 데 필수적입니다. 예를 들어, 충돌에 대한 운동량 문제에서, 운동량과 에너지와 같은 질량이 보존되기 때문에 시스템의 총 질량이 충돌 전의 상태에서 충돌 후 다른 것으로 변경되지 않았다고 가정 할 수 있습니다.
물리학에서 "보존되는"다른 것은 무엇입니까?
그만큼 에너지 보존법 격리 된 시스템의 총 에너지는 절대 변하지 않으며 여러 가지 방식으로 표현 될 수 있습니다. 이 중 하나는 KE (운동 에너지) + PE (전위 에너지) + 내부 에너지 (IE) = 상수입니다. 이 법칙은 열역학 제 1 법칙에 따르며 질량과 같은 에너지를 생성하거나 파괴 할 수 없도록 보장합니다.
기세 (엠V) 및 각운동량 (엘 = mvr)도 물리학에서 보존되며 관련 법칙은 고전적인 분석 역학에서 입자의 많은 행동을 강력하게 결정합니다.
질량 보존 법칙 : 예
탄산 칼슘 또는 CaCO의 가열3신비한 가스를 방출하면서 칼슘 화합물을 생성합니다. 1kg (1,000g)의 CaCO가 있다고 가정합니다3가열하면 칼슘 화합물 560g이 남습니다.
남아있는 칼슘 화학 물질의 가능한 조성은 무엇이며 가스로 방출 된 화합물은 무엇입니까?
첫째, 이것은 본질적으로 화학 문제이기 때문에 주기율표를 참조해야합니다 (예를 들어 참고 자료 참조).
초기 1,000g의 CaCO가 있다고 들었습니다.3. 표에서 구성 원자의 분자 질량으로부터, Ca = 40 g / mol, C = 12 g / mol 및 O = 16 g / mol임을 알 수 있으며, 탄산 칼슘의 분자량은 전체 100 g / mol (CaCO에는 3 개의 산소 원자가 있음을 기억하십시오3). 그러나 1,000g의 CaCO가 있습니다310 몰의 물질입니다.
이 예에서, 칼슘 생성물은 10 몰의 Ca 원자를 갖고; 각 Ca 원자는 40 g / mol이기 때문에 CaCO 다음에 안전하게 남을 것으로 추정되는 총 400 g의 Ca가 있습니다.3 가열되었습니다. 이 예에서, 남은 160g (560 – 400)의 후 가열 화합물은 10 몰의 산소 원자를 나타냅니다. 이것은 방출 된 가스로서 440 g의 질량을 남겨 두어야합니다.
균형 방정식은 다음과 같은 형태를 가져야합니다
10 CaCO3 → 10 CaO +?
그리고 "?" 가스는 어떤 조합으로 탄소와 산소를 포함해야합니다. 여기에는 20 몰의 산소 원자가 있어야합니다. 이미 + 부호 왼쪽에 10 몰의 산소 원자가 있으므로 10 몰의 탄소 원자가 있어야합니다. "?" CO입니다2. (오늘날 과학계에서는 이산화탄소에 대해 들어서이 문제를 사소한 운동으로 만들었습니다. 그러나 과학자들조차 "공기"에 무엇이 있는지조차 모르는 때를 생각해보십시오.)
아인슈타인과 질량 에너지 방정식
물리학 학생은 유명한 사람에 의해 혼란 스러울 수 있습니다 대량 에너지 방정식의 보존 E = mc2 알버트 아인슈타인 (Albert Einstein)은 1900 년대 초에 질량 (또는 에너지) 보존 법칙을 무시하는지 궁금해했는데 이는 질량이 에너지로 또는 그 반대로 변환 될 수 있음을 암시하는 것으로 보인다.
어느 법률도 위반되지 않습니다. 대신, 법은 질량과 에너지가 실제로는 같은 형태가 아니라고 확언합니다.
상황에 따라 다른 단위로 측정하는 것과 같습니다.
실제 세계의 질량, 에너지 및 무게
위에 설명 된 이유로 질량을 무의식적으로 무게와 동일시 할 수는 없지만 도움이 될 수는 없습니다. 질량은 중력이 혼합 된 경우에만 무게이지만 경험에서 중력 인 경우 무게입니다 아니 현재 (무중력 실이 아닌 지구상에서)?
그러므로 물질을 그 자체로 에너지처럼 특정 기본법과 원칙을 따르는 단순한 물질로 생각하는 것은 어렵다.
또한, 에너지가 운동, 전위, 전기, 열 및 다른 유형 사이에서 형태를 변화시킬 수있는 것처럼 물질은 다른 형태의 물질이라고 불린다. 주: 고체, 가스, 액체 및 플라즈마.
자신의 감각이 이러한 양의 차이를 인식하는 방법을 필터링 할 수 있다면 물리학에는 실제 차이가 거의 없다는 것을 이해할 수 있습니다.
"하드 사이언스 (hard sciences)"에서 주요 개념을 함께 묶을 수 있다는 것은 처음에는 어려워 보일 수 있지만 결국에는 항상 흥미롭고 보람이 있습니다.