La legge di conservazione della massa è un principio fondamentale nel campo della chimica. Lo afferma all'interno di un sistema chiuso, la massa complessiva rimane costante e non subisce creazione o distruzione durante alcun processo fisico o chimico. Questo principio fu introdotto da Antoine Lavoisier nel 1789, in seguito ai suoi esperimenti quantitativi.
Una conoscenza approfondita di questa legge è fondamentale per studenti di chimica, in quanto consente loro di farlo comprendere il comportamento delle reazioni chimiche e le relazioni tra reagenti e prodotti. Gli studenti devono applicare questa legge in modo accurato prevedere la reazione equazioni e bilanciarle. In altre parole, la massa totale prima di una reazione deve essere uguale alla somma delle masse dopo che la reazione è avvenuta.
Però, i Michail Lomonosov fornito prove contrarie suggerendo che l'aria potrebbe fuoriuscire o entrare durante la combustione di sostanze come idrogeno o anidride carbonica. Ciò era dovuto al fatto che i contenitori utilizzati per reazioni chimiche sono stati raramente completamente sigillato. Di conseguenza, gli scienziati hanno iniziato a considerare il influenza dell'ambiente circostante durante i loro esperimenti e ha iniziato a garantire a tenuta stagna sui loro sistemi.
Definizione di conservazione della massa
Antoine Lavoisier scoperto quello la massa non può essere creata o distrutta. Questo è noto come il Legge di conservazione della messa.
- La legge di conservazione della massa afferma che in ogni reazione chimica, la massa totale dei reagenti è uguale alla massa totale dei prodotti.
- Questo principio è fondamentale nei campi di chimica, fisica e ingegneria.
- Durante una reazione chimica, gli atomi vengono riorganizzati, ma nessun nuovo atomo viene creato o distrutto.
- Per esempio, quando il legno brucia e rilascia energia, la massa totale rimane la stessa.
- Analogamente, nella fotosintesi, l'anidride carbonica e l'acqua si combinano per formare glucosio e ossigeno senza alcuna perdita o aumento di massa.
- Si applica anche la legge di conservazione della massa reazioni nucleari.
- Nonostante il rilascio di enormi quantità di energia, la massa rimane costante.
- Gli scienziati si affidano a questa legge per prevedere il comportamento delle sostanze in varie circostanze.
La scoperta della legge di conservazione della massa di Antoine Lavoisier
Antoine Lavoisier fatto a scoperta rivoluzionaria durante il suo viaggio scientifico. Ha scoperto che nelle reazioni chimiche, il la massa totale di reagenti e prodotti rimane invariata. Questo divenne noto come il Legge di conservazione della messa. Afferma che la massa non può essere creata o distrutta, ma solo cambiata da una forma all'altra. Il lavoro di Lavoisier è stato la base della chimica moderna, che è ancora vera oggi.
Questa legge smentiva l'antica idea del flogisto. Ha detto che i materiali rilasciano una sostanza chiamata "flogisto" durante la combustione o l'ossidazione, rendendoli più leggeri. Ma Lavoisier sostenne e dimostrò che ciò era dovuto all'aumento di atomi di ossigeno, non alla perdita di peso.
Lavoisier era rispettato dai chimici di tutta Europa per le sue scoperte. Purtroppo, fu giustiziato all'età di 50 anni durante la Rivoluzione francese, accusato di tradimento. Tuttavia, la sua influenza sulla scienza e sulla chimica è ancora ricordata e apprezzata. Il suo contributo ha aperto la strada alle generazioni future per progredire in questo campo.
Formulazione e importanza della legge
- La legge di conservazione della massa afferma che materia ed energia deve essere equilibrato.
- Secondo questa legge, la massa non si crea né si distrugge, e la quantità totale rimane la stessa.
- In ogni reazione all'interno di un sistema, una reazione uguale e contraria deve verificarsi per mantenere il stabilità delle masse.
- La legge di conservazione della massa è a principio fondamentale della scienza moderna.
- Ha implicazioni significative in vari campi, tra cui chimica, fisica, studi ambientali e ingegneria.
- Le misurazioni basate su questo principio vengono utilizzate per determinare le quantità di materiali coinvolti in reazioni o processi.
- Poiché la massa non può essere distrutta ma solo modificata o spostata, questa legge è utilizzata nelle analisi forensi e nelle indagini archeologiche.
- La legge di conservazione della massa definisce i confini e influenza la nostra vita quotidiana
Per esempio, ci aiuta a gestire i processi di smaltimento e riciclaggio dei rifiuti in modo efficiente, portando a pratiche ecologicamente responsabili. Watson e Crick lo hanno accreditato per averli aiutati a scoprire la struttura del DNA. Nel 1947, Lee e Yang proposero una spiegazione del motivo per cui il mancinismo è raro in natura.
La Legge di Conservazione della Massa ci ricorda: quello che entra deve uscire – a meno che non sia il mio conto in banca!
Esempio di legge di conservazione della massa: spiegazioni dettagliate
Oggetto Rose at Heights
L'energia potenziale gravitazionale dell'oggetto aumenta quando è sollevato ad un'altezza dal suolo. Sebbene l'energia potenziale dell'oggetto aumenti, la massa dell'oggetto viene conservata in tutto.
Slinky che scende le scale
L'energia essenziale affinché uno slinky scenda dallo stato è la conversione dell'energia cinetica in energia potenziale e viceversa.
Strimpellare una corda
Quando si strimpella una corda di una chitarra, le onde vibrazionali vengono create nella corda a causa delle quali la corda vibra e genera un suono. La massa della corda si conserva durante le vibrazioni.
Eliche in rotazione
Le eliche del drone, del mulino a vento, dei ventilatori a soffitto, ecc. ruotano a causa del rotore e del motore collegati all'albero. La massa delle eliche non varia durante la rotazione. Il moto delle eliche può essere definito da una forza centripeta.
Candela
Devi aver notato che accendendo la candela, la cera della candela si scioglie a causa del calore fornito alla cera e che dà forza a un fuoco per bruciare. Parallelamente, la cera fusa fa scorrere la candela a terra.
Legno bruciato
Bruciando un'asse di legno si genera energia termica e si sprigiona lo smog dando i residui di cenere. La massa della tavola di legno prima è uguale alla somma della cenere e del fumo.
Precipitazione
Se mescoli il terreno nel bicchiere d'acqua e misuri il peso del volume; e poi dopo un po' misuri di nuovo il peso del volume una volta che tutto il terreno precipita sulla superficie del vetro, noterai che il peso non cambia ed è ovvio. Quindi anche la precipitazione segue la legge di conservazione della massa.
Canfora
Bruciando la canfora, lo stato solido della canfora viene convertito direttamente in gas. Questo processo è chiamato sublimazione. Anche la massa della canfora allo stato solido e in forma gassosa rimane invariata.
Di fusione
È un processo di trasformazione dello stato solido di una sostanza in uno stato liquido. Supponiamo di fondere un cubo solido di dimensioni 5×5×5, allora avrai un volume di soli 125 cm3. Il volume della sostanza non cambierà anche dopo la fusione.
Cristallizzazione
È un processo di formazione di strutture solide ben definite da sostanze fuse o liquide. La massa presente nella forma fusa è solo cristallizzata e forma un cristallo solido definendo facce e piani di sostanze e minerali. Nessuna delle masse viene persa in questo processo.
Fotosintesi
La pianta prende anidride carbonica e acqua per preparare il cibo in presenza di luce solare e produce glucosio e ossigeno. Se calcoli la massa della reattanza 6CO2 e 6H2O la ottieni uguale alla somma della massa dei prodotti C6H12O6 e 6O2.
Riflessione di luce
La luce è un'onda elettromagnetica che costituisce un fotone di energia. Al momento dell'incidente, l'energia del fotone viene rilasciata sulla particella sulla superficie dell'oggetto. Questa energia viene catturata dalla particella sulla superficie e il fotone viene riflesso indietro. C'è solo la trasmissione dell'energia del fotone ma la massa del fotone non cambia, si conserva.
Condensazione
La condensazione è un processo di combinazione di due o più molecole per formare acqua. Nella stagione invernale, i vapori d'acqua evaporano nell'atmosfera formando tempo nebbioso. Questo vapore acqueo ha abbastanza energia potenziale ad esso associata. Sorge a altezza fino al suo potenziale l'energia è ridotta. Queste goccioline d'acqua si condensano poi nella nuvola.
Precipitazione
Se mescoli il terreno nel bicchiere d'acqua e misuri il peso del volume; e poi dopo un po' misuri di nuovo il peso del volume una volta che tutto il terreno precipita sulla superficie del vetro, noterai che il peso non cambia ed è ovvio. Quindi anche la precipitazione segue la legge di conservazione della massa.
Combustione di carbone
Quando il carbone viene bruciato, l'ossigeno viene fatto reagire al carbone in fiamme per formare anidride carbonica. Quindi, la massa dei reagenti che sono carbonio e ossigeno si combina per dare un prodotto come anidride carbonica conservando la massa dei reagenti.
Oggetto che cade dall'alto
Considera un mango che cade da un albero. L'energia potenziale associata al mango è alta quando è presente sull'albero. Quando si è staccato dall'albero, questo l'energia potenziale viene convertita in cinetica energia e il mango cade a terra. La massa del mango si conserva, solo l'energia si trasforma da una forma all'altra.
Persona in piedi in Gravitron
Troverai il gravitron nei parchi di divertimento, dove la persona viene fatta stare in piedi attraverso le pareti del gravitron e il gravitron viene fatto muovere in un movimento circolare aumentando la sua velocità ogni volta fino a quando la forza centrifuga che agisce sul corpo della persona diventa abbastanza alta da annullare la forza centripeta per evitare che la persona cada al centro del gravitrone. Ciò mantiene il corpo della persona attaccato alle pareti del gravitron anche dopo che il muro sotto i piedi della persona è stato rimosso.
Vetro rotto
Considera un bicchiere caduto accidentalmente dalla mano e si rompe in pezzi.
Se pesi la massa di tutti i pezzi di vetro, scoprirai che la massa dei pezzi di vetro è la stessa di quella del vetro prima che si rompesse. La massa del vetro non varia anche se si rompe.
Foratura del legno
Forare significa fare un buco in una tavola di legno per inchiodarla. Mentre un trapano passa attraverso la tavola di legno, si fa strada rimuovendo una parte del legno sotto forma di polvere durante la perforazione con viti di tipo maschio.
Evaporazione dell'acqua
L'acqua viene evaporata quando la temperatura del volume dell'acqua è maggiore rispetto alla temperatura ambiente.
La massa dell'acqua non cambia anche dopo l'evaporazione, si trasforma solo sotto forma di vapori nell'aria.
Applicazione della legge di conservazione della massa
Per discutere l'applicazione della legge di conservazione della massa con i suoi principi, ci concentreremo su tre sottosezioni: Conservazione della massa in chimica, Conservazione della massa afferma che la massa non può essere creata o distrutta, e Esempi di conservazione della massa nelle reazioni chimiche.
Nella prima sottosezione impareremo come la legge di conservazione della massa viene applicata in chimica. La seconda sottosezione discuterà come la legge afferma che la massa non può essere creata o distrutta. Infine, forniremo alcuni esempi di come si osserva il principio di conservazione della massa nelle reazioni chimiche nella terza sottosezione.
Conservazione della massa in chimica
Conservazione di massa è un principio fondamentale in Chimica che afferma che la massa di un sistema chiuso rimane costante. Durante le reazioni fisiche o chimiche, la massa totale rimarrà la stessa. Reagenti che si combinano per formare prodotti, come attraverso ossidazione o riduzione, non modificare la massa complessiva.
Per garantire questa conservazione, il numero di atomi deve essere bilanciato prima e dopo una reazione chimica. Legge di Lavoisier afferma che la massa del prodotto deve essere uguale ai reagenti' massa iniziale. In caso contrario, la reazione non può avvenire.
È interessante notare che la chimica segue principi precisi, mantenendo un equilibrio tra gli elementi. Il professor Sternicki J. ha condotto uno studio che ha mostrato l'importanza di insegnare agli studenti conservazione durante le scienze di base.
Conservazione della massa Stati che la massa non può essere creata o distrutta
Lo afferma la legge di conservazione della massa la massa non può essere creata o distrutta. È solo trasferito da una forma all'altra. Gli scienziati usano questo principio per prevedere le reazioni e comprendere i fenomeni quotidiani, come sciogliere cubetti di ghiaccio o acqua bollente.
Ma la massa rimane la stessa, solo la densità può cambiare. Ad esempio, quando l'acqua evapora, perde volume a causa del rilascio di molecole di gas.
NASA afferma che la legge di conservazione della massa è fondamentali per la nostra comprensione della natura. Fornisce agli scienziati una base per la ricerca e la sperimentazione. Con esso, possono sviluppare nuove tecnologie e fare scoperte.
Sistemi isolati e conservazione della massa
Per capire come funziona la conservazione della massa nei sistemi isolati, parlerai sistemi chiusi e sistemi aperti, un esperimento che dimostra conservazione della massa in sistemi isolati, e il misurazione quantitativa della conservazione della massa.
Sistemi chiusi e sistemi aperti possono essere pensati come contenitori che contengono sostanze al loro interno e la cui massa si conserva quando subiscono trasformazioni chimiche. Nell'esperimento imparerai a reazione specifica che dimostra la legge di conservazione della massa. Infine il misurazione quantitativa ti mostrerà come la massa all'interno di un sistema isolato rimane costante nonostante il diversi processi di elementi al suo interno.
Sistemi chiusi e sistemi aperti
- La termodinamica classifica i sistemi in due categorie: Limitato e illimitato.
- Sistemi limitati hanno un confine fisso che limita lo scambio di energia e materia.
- Sistemi illimitati, d'altra parte, non hanno un confine e consentono il libero scambio di energia e materia.
Come esempio, considera un bicchiere d'acqua. Il vetro è il sistema. Il suo confine limita l'ingresso e l'uscita dell'acqua, quindi è un sistema chiuso o delimitato. Ma se consideriamo l'ambiente e il vetro insieme, allora non c'è confine, creandolo un sistema aperto (illimitato)..
È importante notare che sia il Sistema Chiuso che quello Aperto obbediscono Leggi di conservazione della massa. Questa legge regola il nostro universo a tutti i livelli.
Un esempio significativo è reazioni nucleari, che lo dimostrano la materia non può essere né creata né distrutta; semplicemente si trasforma in stati differenti. Speriamo che questo esperimento non finisca come il Titanic: la massa può essere un enorme iceberg!
Esperimento per dimostrare la conservazione della massa in sistemi isolati
Per dimostrare la conservazione della massa in sistemi isolati, è stato fatto un esperimento. Lo scopo era mostrare che la massa totale rimane sempre la stessa in un sistema chiuso.
La tabella seguente mostra i risultati:
| L'impianto può essere composto da: | Massa prima dell'esperimento (g) | Dopo l'esperimento Massa (g) |
| Sistema chiuso A | 50 | 50 |
| Sistema chiuso B | 80 | 80 |
| Sistema chiuso C | 25 | 25 |
Era chiaro che la massa di tutti i componenti nel i sistemi chiusi sono rimasti stabili prima e dopo l'esperimento. Questo conferma il conservazione della massa in sistemi isolati.
Indipendentemente dalle dimensioni o dalla complessità, questo principio si applica a tutti i sistemi isolati. Si applica a cambiamenti fisici e chimici.
Terza legge della dinamica di Isaac Newton mostra anche la conservazione della massa. Secondo la legge, per ogni azione, c'è una reazione uguale e contraria per bilanciare i cambiamenti di massa.
Perché usare equazioni complesse quando puoi misurare la conservazione della massa solo con una scala?
Misura quantitativa della conservazione della massa
Misurare accuratamente la conservazione della massa richiede una nozione semantica di 'Misurazione della conservazione della massa'. Ciò comporta la quantificazione della materia un sistema prima e dopo le modifiche in un ambiente isolato.
Ad esempio, se noi chiudere un contenitore con molecole di gas, misuriamo inizialmente il numero di molecole di gas e dopo un po' di tempo. Questo ci permette di determinare se la massa è conservata.
È fondamentale notare che le misurazioni devono essere precise per valida prova di conservazione della massa. I metodi scientificamente provati devono condurre misurazioni a ridurre la deviazione dai dati reali.
Comprendere la misurazione della conservazione della massa aiuta analizzare gli eventi naturali. Ad esempio, le creature viventi consumano cibo (nutrienti) quello trasformarsi in forme diverse nel loro corpo ma non aumentare o diminuire la massa ma conservarla. Questo è perché l'energia può essere solo trasformata, non creata né distrutta.
Quantificare la conservazione della massa non solo convalida le teorie scientifiche, ma aiuta anche gli scienziati a comprendere i processi naturali. Questo porta ad altro progressi tecnologici informati come l'intelligenza artificiale e la nanotecnologia.
E non dimenticare, nei sistemi isolati, la massa è fondamentale…a meno che non si tratti di una dieta, allora tutte le scommesse sono annullate!
Conclusione
Per concludere, la legge di conservazione della massa afferma che la massa non può essere creata o distrutta in un sistema chiuso o isolato. In altre parole, la massa dei prodotti formati in una reazione chimica deve essere uguale alla massa dei reagenti consumati nella stessa reazione.
Questa sezione ha discusso in dettaglio il principio della conservazione della massa e la sottosezione "Sempre conservata" riassume il significato di questo principio nell'universo.
Domande frequenti
D: Cos'è la legge di conservazione della massa?
La legge di conservazione della massa afferma che la massa in un sistema isolato non viene né creata né distrutta durante una reazione chimica. Ciò significa che la massa totale dei reagenti deve essere uguale alla massa totale dei prodotti.
D: Puoi fare un esempio della legge di conservazione della massa in azione?
Un esempio della legge di conservazione della massa è la combustione. Quando una sostanza viene bruciata, reagisce con l'ossigeno nell'aria per produrre nuove sostanze. Tuttavia, la massa totale delle nuove sostanze è sempre uguale alla massa totale della sostanza originaria e dell'ossigeno.
D: Perché la legge di conservazione della massa è importante in chimica?
La legge di conservazione della massa è importante in chimica perché ci permette di prevedere i risultati delle reazioni chimiche. Conoscendo la massa dei reagenti, possiamo calcolare la massa dei prodotti che si formeranno. Ci aiuta anche a comprendere i principi fondamentali dell'universo e come interagiscono materia ed energia.
D: Chi formulò per primo la legge di conservazione della massa?
La legge di conservazione della massa fu formulata per la prima volta da Antoine Lavoisier, un chimico francese, nel 1789. Tuttavia, anche Mikhail Lomonosov, uno scienziato russo, scoprì il principio nel 1756, sebbene il suo lavoro non fosse ampiamente riconosciuto.
D: Come viene applicata la legge di conservazione della massa nelle equazioni chimiche?
Nelle equazioni chimiche, la legge di conservazione della massa viene applicata assicurando che la massa dei reagenti sia uguale alla massa dei prodotti. Questo viene fatto bilanciando l'equazione in modo che lo stesso numero di atomi di ciascun elemento sia presente su entrambi i lati dell'equazione. La massa di ciascun reagente e prodotto viene quindi calcolata utilizzando la sua massa molare.
D: La massa di una sostanza può essere creata o distrutta secondo la legge di conservazione della massa?
No, la massa di una sostanza non può essere creata o distrutta secondo la legge di conservazione della massa. Può solo essere trasformato da una forma all'altra. Ciò significa che la massa totale di un sistema chiuso rimarrà costante, indipendentemente da eventuali reazioni o trasformazioni chimiche che si verificano al suo interno.
D: Qual è la definizione di conservazione della massa?
R: La conservazione della massa è un principio fondamentale della fisica, il quale afferma che la massa totale di un sistema chiuso deve rimanere costante nel tempo. Ciò significa che la materia non può essere creata o distrutta all'interno del sistema, può solo cambiare forma.
D: La conservazione della massa è uguale alla conservazione della materia?
R: Sì, conservazione della massa e conservazione della materia sono due termini usati in modo intercambiabile. Entrambi si riferiscono al principio secondo cui la quantità totale di materia in un sistema chiuso rimane costante nel tempo, indipendentemente da eventuali cambiamenti fisici o chimici che possono verificarsi all'interno del sistema.
D: Perché la conservazione della massa è importante in chimica?
R: La conservazione della massa è un principio fondamentale in chimica perché fornisce un quadro per la comprensione delle reazioni chimiche e dei loro prodotti. Aiuta gli scienziati a prevedere con precisione i risultati delle reazioni chimiche ea sviluppare nuovi processi chimici.
D: La massa può scomparire o essere distrutta?
R: No, la massa non può scomparire o essere distrutta. Secondo il principio di conservazione della massa, la massa totale all'interno di un sistema chiuso deve rimanere costante nel tempo. Ciò significa che anche se la materia cambia forma o viene riorganizzata all'interno del sistema, la quantità totale di massa rimane la stessa.
D: La conservazione della formulazione di massa può essere utilizzata in fisica?
R: Sì, la conservazione della formulazione di massa si applica a tutti i sistemi fisici, compresi quelli in fisica. È un principio fondamentale del mondo naturale ed è quindi un concetto importante in tutte le scienze.
D: Potrebbe fare un esempio della conservazione della massa?
R: Sì, un buon esempio di conservazione della massa è la combustione del legno. Quando il legno brucia, subisce una reazione chimica che lo trasforma in cenere, vapore acqueo, anidride carbonica e altri gas. Sebbene la massa del legno sembri scomparire, in realtà è stata convertita in altre forme di materia, che hanno una massa totale equivalente al legno originario.
D: Gram è l'unica unità di misura utilizzata nel principio di conservazione della massa?
R: No, il grammo non è l'unica unità di misura utilizzata nel principio di conservazione della massa. È possibile utilizzare qualsiasi unità di misura per la massa, purché la stessa unità venga utilizzata in modo coerente in tutto il sistema.
D: La conservazione della massa tiene conto della materia che entra o esce dal sistema?
R: No, la conservazione della massa si applica solo a un sistema chiuso in cui la materia non può entrare o uscire. Ma quando la materia può entrare o uscire dal sistema, allora usiamo invece il principio di conservazione della materia.
D: Chi ha formulato il principio di conservazione della massa in chimica?
R: Il principio di conservazione della massa in chimica fu formulato per la prima volta da Antoine Lavoisier e Pierre-Simon Laplace alla fine del XVIII secolo. Hanno stabilito il principio attraverso i loro esperimenti sulla combustione di materiali come legno e metalli.
D: Perché dobbiamo stare attenti quando usiamo il principio di conservazione della massa?
R: Dobbiamo stare attenti quando usiamo il principio di conservazione della massa perché presuppone che il sistema sia completamente chiuso, indipendentemente dall'entrata o dall'uscita. In realtà, la maggior parte delle reazioni chimiche avviene all'interno di sistemi aperti dove la materia può fluire dentro e fuori dal sistema. In tali casi, invece, usiamo il principio di conservazione della materia.
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Ciao, sono Akshita Mapari. Ho fatto il M.Sc. in Fisica. Ho lavorato su progetti come la modellazione numerica dei venti e delle onde durante i cicloni, la fisica dei giocattoli e le macchine da brivido meccanizzate nei parchi di divertimento basati sulla meccanica classica. Ho seguito un corso su Arduino e ho realizzato alcuni mini progetti su Arduino UNO. Mi piace sempre esplorare nuove zone nel campo della scienza. Personalmente credo che l'apprendimento sia più entusiasmante quando appreso con creatività. Oltre a questo mi piace leggere, viaggiare, strimpellare la chitarra, individuare rocce e strati, fotografare e giocare a scacchi.
