Masa jest właściwością fizyczną wskazaniem ilości substancji, która ma jeden lub więcej cząstek. Dzięki niemu możemy wchodzić w interakcję z naszym otoczeniem i bez względu na to, jak małe lub znikome mogą wydawać się atomy czy cząstki, spójność między nimi zwielokrotnia swoje efekty, aż staną się namacalne.

Wszystkie obiekty mają przypisaną masę; niektóre są lekkie lub nieważkie, podczas gdy inne są masywne lub masywne. Fizycznie masa skrywa wiele tajemnic, a także liczne i przeplatające się definicje. Z drugiej strony pod względem chemicznym to nic innego jak miara, którą należy brać pod uwagę przy przeprowadzaniu syntez przemysłowych lub analizach grawimetrycznych.

Masa tego kamiennego żółwia jest taka sama niezależnie od jego położenia we Wszechświecie i siły grawitacji, której doświadcza. Źródło: fotoerich przez Pixabay.

Podobnie tryb i wzory używane do obliczania masy różnią się w zależności od rozpatrywanego zjawiska (grawitacyjne, elektromagnetyczne, bezwładność, kwantowe itp.); ale ostatecznie jego wartość będzie zawsze taka sama, ponieważ jest stała w dowolnym punkcie Wszechświata (chyba że w tym procesie część zostanie przekształcona w energię).

Elektrony, protony, neutrony, atomy, cząsteczki, planety, gwiazdy i galaktyki mają masę złożoną z różnych rodzajów materii. Skąd i jak powstała, to pytania, na które fizyka nieustannie poświęca się badaniu odpowiedzi.

Pojęcie

Chemiczny

Z chemicznego punktu widzenia masa to ilość materii, jaką posiada dana substancja lub związek. Nie ma większego znaczenia niż stężenie lub rozpoznanie molekularne w przypadku reakcji katalitycznych lub w rozwoju materiałów mezoporowatych; ale tak, jeśli chodzi o ich działanie, interakcje międzycząsteczkowe i ich właściwości fizyczne. W laboratorium masę mierzy się za pomocą wagi lub wagi.

Fizyczny

Chociaż fizycznie koncepcja jest w zasadzie taka sama, wzór masy ma niezwykłe cechy we wszystkich swoich prawach. Na przykład jego definicja zgodnie z drugim prawem Newtona składa się z oporu, któremu ciało przeciwstawia się przyspieszeniu pod działaniem siły.

Im bardziej masywny i „cięższy” jest ten obiekt lub ciało (wieloryb), tym trudniej będzie go przyspieszyć w jednym kierunku w przestrzeni. Odwrotnie dzieje się w przypadku lekkich korpusów (portfolio).

Oprócz tego masa jest rozumiana jako miara tego, jak bardzo ciało oddziałuje z polem grawitacyjnym i jak bardzo to pierwsze może zdeformować drugie. Tutaj pojawia się to, co jest znane jako waga, różnica w wadze tego samego obiektu na różnych planetach lub regionach Kosmosu.

Masa jest również, bardziej obecnie, wynikiem interakcji lub podobieństw, których doświadczają cząstki z polem Higgsa otaczającym cały Wszechświat.

Właściwości ciasta

Masa jest właściwością rozległą, ponieważ zależy od ilości materii, która jest wyrażana w gramach (g) lub kilogramach (kg). Jest stała, o ile nie zbliża się do prędkości światła, więc nie ma znaczenia, jak duże jest pole (grawitacyjne, elektroniczne, magnetyczne itp.), Z którym eksperymentujesz.

Oprócz tego jest to wielkość skalarna i jedna z siedmiu wielkości podstawowych. Masa pozwala materii istnieć jako takiej i wykazywać wszystkie jej cechy badane za pomocą analizy fizycznej lub chemicznej.

Najmniejszą znaną masą chemiczną jest elektron (9,1 · 10 ^-31 kg). Wszystkie atomy, ze względu na ich bardzo małą masę, są preferowane do wyrażenia w jednostkach masy atomowej (amu), których wartości liczbowe są równe gramom, stosując pojęcie liczby Avogadro i moli.

Właściwości masy w chemii nie wymykają się konwencjonalności; podczas gdy w fizyce jądra atomowe materii mogą się rozkładać, uwalniając ogromne ilości energii, co prowadzi do nieprzestrzegania prawa zachowania masy.

Wzór na masę i sposób jej obliczania

Fizycznie

W zależności od systemu i praw nim rządzących masę można obliczyć z różnych wzorów. Na przykład, jeśli chodzi o fizykę Newtona, masę oblicza się, mierząc przyspieszenie, jakie ciało uzyskuje pod działaniem mierzalnej siły:

m = F / a

Znajomość masy i przyspieszenia generowanego przez grawitację:

m = W / g

Lub energia kinetyczna obiektu:

m = 2E _c / v ²

Inną alternatywą jest po prostu znajomość gęstości obiektu, a także jego objętości:

m = dV

W ten sposób masę ciała można łatwo obliczyć, mnożąc jego gęstość przez jego objętość, w przypadku, gdy nie można go umieścić na wadze.

Chemicznie

Jeśli chodzi o chemię, masy zawsze określa się za pomocą wagi po lub przed eksperymentami; nawet jeśli nie są one zasadniczo grawimetryczne.

Jednak dość często oblicza się, ile odczynnika należy zważyć na wadze, aby uzyskać określoną ilość moli lub jego stężenie po rozpuszczeniu w rozpuszczalniku. Mamy:

M = m / n

Gdzie M jest masą molową, m masą gatunku in liczbą moli. Ale wiadomo również, że molarność to:

c = n / V

Ponieważ znana jest objętość V roztworu do przygotowania, jak również jego stężenie c, n oblicza się i podstawia we wzorze na masę molową, aby otrzymać masę odczynnika, który ma być ważony.

Przykłady

Masa tytanowa

Istnieje próbka tytanu o objętości 23 000 cm ³ . Wiedząc, że jej gęstość wynosi 4,506 g / cm³, obliczyć masę tej próbki.

Wzór na gęstość to:

d = m / V

Rozwiązując masę mamy:

m = dV

Musisz więc tylko obliczyć, zastępując zmienne podanymi wartościami:

m = (4,506 g / cm³) (23 000 cm ³ )

= 103,638 g lub 103,64 kg

Masa dichromianu potasu

Chcesz przygotować 250 ml roztworu dwuchromianu potasu K ₂ Cr ₂ O ₇ o stężeniu 0,63 M (mol / L). Oblicz, ile K ₂ Cr ₂ O ₇ powinno zostać zważone na wadze. Masa molowa K ₂ Cr ₂ O ₇ wynosi 294,185 g / mol.

Ze wzoru

c = n / V

Usuwamy mole:

n = c V

= (0,63 M) (0,250 L)

= 0,1575 mola K ₂ Cr ₂ O ₇

Znając mole, które muszą znajdować się w tych 250 mililitrach roztworu, na podstawie masy molowej K ₂ Cr ₂ O ₇ określa się, ile masy odpowiada tej ilości materii:

M = m / n

m = Mn

= (294,185 g / mol) (0,1575 mol K ₂ Cr ₂ O ₇ )

= 46,3341 g

Dlatego do wagi odważa się 46,3341 gramów K ₂ Cr ₂ O ₇ , rozpuszcza się i przenosi w odpowiednim rozpuszczalniku do balonu o pojemności 250 ml, aby ostatecznie uzupełnić wodą.

Masa planet Układu Słonecznego

• Merkury (planeta): 3,302 x 10–23 kg.
• Wenus (planeta): 4,8685 x 10ˆ24 kg.
• Ziemia (planeta): 5, 9736 x 10ˆ24 kg.
• Mars (planeta): 6,4185 x 10–23 kg.
• Jowisz (planeta): 1,899 x 10ˆ27 kg.
• Saturn (planeta): 5,6846 x 10-26 kg.
• Uran (planeta): 8,6832 x 10–25 kg.
• Neptun (planeta): 1,0243 x 10ˆ26 kg.
• Pluton (planeta karłowata): 1305 +/- 0,0007 x 10-22 kg.

Masa niektórych satelitów Układu Słonecznego

• Księżyc: 7,349 x 10ˆ22 kg.
• Ganimedes: 1482 x 10-23 kg.
• Io: 8,94 x 10–22 kg.
• Europa (satelita Jowisza): 4,80 x 10-22 kg.
• Tytan: 1,345 x 10–23 kg.
• Rhea: 2,3166 x 10-21 kg.
• Japet: 1,9739 x 10–21 kg.
• Hyperion: 1,08 x 10-19 kg.
• Encaladus: 1,08 x 10–20 kg.
• Mimas: 3,752 x 10-19 kg.
• Ariel: 1,35 x 10ˆ21 kg.
• Titania: 3526 x 10–21 kg.
• Oberon: 3,014 x 10–21 kg.

Masa garniturów

• Kombinezon nurka: około 20 kg.
• Kombinezon strażacki: od 10 kg do 25 kg.
• Kombinezon astronauty: 130 kg.

Masa narzędzi do obróbki drewna

• Młotek: od 600 gr do 2 kg.
• Wapno: 100 gr.
• Piła ręczna: od 500 gr do 1 kg.
• Szczypce: 500 gr.

Masa piłki

• Piłka ręczna: 450 gr.
• Piłka do siatkówki: 275 gr.
• Piłka do koszykówki: 600 gr.
• Piłka nożna: 400 gr.

Masa niektórych dzieł architektonicznych

• Piramida Cheopsa: 5750000 ton.
• Krzywa Wieża w Pizie: 14700 ton.
• Wieża Eiffla: 7300 ton.
• Statua Wolności: 225 ton.

Średnia masa ludzi

• Noworodki: 3, 4 kg.
• Dziecko 5-letnie: 18 kg.
• 5-letnia dziewczynka: 17 kg.
• 15-letni chłopiec: 47 kg.
• 15-letnia dziewczynka: 45 kg.
• 30-letni mężczyzna: 73 kg.
• 30-letnia kobieta: 58 kg.

Średnia masa instrumentów muzycznych

• Gitara akustyczna: 2,5 kg.
• Gitara elektryczna: 3 kg.
• Skrzypce: od 440 gr do 500 gr.
• Violincello: od 4 kg do 8 kg
• Fortepian: od 400 kg do 650 kg.
• Fortepian dziecięcy: od 220 kg do 350 kg.

Średnia masa urządzeń elektronicznych

• Aparat (nieprofesjonalny): od 150 gr do 250 gr.
• Komórka: 100 gr.
• Kuchenka mikrofalowa: 16 kg.
• Laptop: od 1,5 kg do 3 kg.
• Telewizor: od 12 kg do 30 kg.
• Pralka: od 70 kg do 100 kg.

Średnia masa środka transportu

• Autobus: od 11400 kg do 18100 kg.
• Samochód: od 1000 kg do 1300 kg.
• Samolot: 178750 kg (pusty) i 397000 kg (pełny)
• Rower: od 6 kg do 7 kg.
• Motocykl: od 80 kg do 93 kg.
• Deskorolka: od 900 gr do 1500 kg.
• Pociąg: od 40 do 100 ton.

Średnia masa odzieży

• Koszulka: 180 gr.
• Dżinsy: od 450 gr do 550 gr.
• Sweter: 350 gr.
• Buty wyjściowe: od 1 kg do 1,3 kg
• Kapcie: 250 gr.
• Krótkie buty: 400 gr.
• Buty skórzane: 1500 gr.
• Pasek: 60 gr.
• Pończochy: 10 gr.
• Worek wełniany: 600gr.
• Płaszcz zimowy: 800 gr.
• Sweter: 500 gr.
• Legginsy: 300 gr.

Średnia masa niektórych owoców

• Cytryna: 40 gr.
• Mango: 200 gr.
• Pomarańczowy: 125 gr.
• Brzoskwinia: 100 gr.
• Banan: 150 gr.
• Jabłko: 180 gr.
• Gruszka: 180 gr.
• Pomidor: 150 gr.

Średnia masa niektórych warzyw

• Marchew: 80 gr.
• Buraki: 60 gr.
• Ziemniak: 150 gr.
• Cebula: 100 gr.

Średnia masa niektórych psów

• Bulldog: od 18 kg do 25 kg.
• Pudel: 15 kg.
• Mops Carlino: od 6,3 kg do 10,5 kg.
• Cocker Spanish: od 12 kg do 16 kg.
• Dalmatyńczyk: od 16 do 32 kg.
• Owczarek niemiecki: od 22 kg do 40 kg.
• Wilk syberyjski: od 16 do 27 kg.
• Chihuahua: od 1,5 do 3 kg.