وعاء مفتوح: اشرح دخول أو خروج الكتلة على شكل غاز
مُقدَّم| English | المعنى |
|---|---|
| open system/ˈəʊpən ˈsɪstəm/ | نظام مفتوح |
| thermal decomposition/ˈθɜːml ˌdiːkɒmpəˈzɪʃn/ | التحلل الحراري |
ما الذي يفسر هذه الملاحظة؟
- يمكن لمعدن ساخن أن يكتسب كتلة، بينما يمكن لكربونات ساخنة أن تترك صلباً أخف. لا يتناقض أي من هذين الملاحظتين مع مبدأ الحفظ عند احتساب انتقال الغاز.
- ابدأ بتوقع. حدد الكميات أو الخصائص التي ستقارنها، ثم حدد الدليل الذي يمكنه التمييز بين تفسيرين.
بناء النموذج
- في النظام المفتوح، قد يدخل غاز من الهواء المحيط أو يهرب إليه. يتفاعل المغنيسيوم مع الأكسجين كالتالي: 2Mg + O₂ → 2MgO. يحتوي الأكسيد على المغنيسيوم الأصلي بالإضافة إلى أكسجين من الخارج، لذا فهو أثقل من المعدن الأصلي. يتحلل كربونات الكالسيوم كالتالي: CaCO₃ → CaO + CO₂. يكون الصلب المتبقي أخف لأن ثاني أكسيد الكربون قد هرب، وليس لأن الذرات قد اختفت.
- نظام مفتوح: نظام يمكنه تبادل المادة مع محيطه؛ التحلل الحراري: تفكيك مركب إلى مواد أبسط عن طريق التسخين.
لماذا قد يكون أكسيد المغنيسيوم أثقل من المغنيسيوم الابتدائي؟
Difficulty 1/5 · 100 coins + a small bonus on first completion today
يتفاعل المغنيسيوم مع الأكسجين من الهواء، والأكسجين الإضافي جزء من ناتج أكسيد الصلب - لذا فإن كتلة الأكسيد تفوق كتلة المعدن الأصلي. لا تُنتَج ذرات جديدة، والحرارة هي طاقة وليست مادة.
طابق كل مصطلح تقني مع معناه الدقيق.
Difficulty 2/5 · 140 coins + a small bonus on first completion today
استخدم التعريفات للتمييز بين الكميات والعمليات ذات الصلة.
اختر دليلاً لاختبار الفرضية
- حدد المادة الموجودة على الميزان في كل قراءة. في مثال المعدن، يندمج الأكسجين مع الصلب الموزون؛ في مثال الكربونات، يغادر الغاز الجهاز الموزون. بمصطلحات الجسيمات، يتم إعادة توزيع نفس الذرات بين المواد، مع عبور بعضها حد النظام المختار. يشمل المجموع في نظام مغلق جميع النواتج؛ قياس البقايا في نظام مفتوح لا يفعل ذلك.
- للتحقيق المدرسي المعتمد من المعلم، سجل كتلة الوعاء النظيف والجاف، وكتلة العينة، وكتلة الوعاء والصلب النهائي بعد التبريد. استخدم حماية حرارية مناسبة، وتهوية وطريقة معتمدة. فقدان الصلب عبر الرذاذ أو التفاعل غير الكامل يمكن أن يغير القراءة أيضاً. لا تغلق أجهزة إنتاج الغاز الساخنة لمجرد إظهار مبدأ الحفظ، ولا تفترض أن كل فرق مقاس هو انتقال الغاز المقصود.
أي عادة من العادتين تجعل التحقيق أو النموذج في هذه الحالة أكثر قابلية للدفاع؟
Difficulty 2/5 · 140 coins + a small bonus on first completion today
توضيح الشروط والافتراضات يسمح للآخرين بتكرار العمل بدقة، وتسجيل الأدلة الداعمة يتيح لهم التحقق من الاستنتاج. إخفاء النتائج المتعارضة يزيل الأدلة التي قد تتحدى استنتاجًا خاطئًا، ولا يمكن لقياس واحد أن يثبت ادعاءً أوسع.
اعتمد على كميات معروفة
- أدر القيم المعروفة ووحداتها. اختر العلاقة لأن افتراضاتها تتناسب مع هذه الحالة، ثم أعد ترتيب المعادلة قبل التعويض.
- معلوم: 10.0 g من كربونات نموذجية تترك 5.6 g من أكسيد صلب بعد التحلل الكامل بدون خسائر أخرى. كتلة الغاز الهارب=10.0−5.6=4.4 g. أكسيد كتلته 5.6 g وغاز كتلته 4.4 g يساويان الأصلي 10.0 g. بالنسبة لـ 2.4 g من Mg لتكوين 4.0 g من MgO، الأكسجين المكتسب=1.6 g.
عينة كربونات تبدأ عند 25 g وتترك 14 g أكسيد. بافتراض أن الغاز هو المادة المفقودة الوحيدة، أوجد كتلته. استخدم نفس التسلسل: الكميات المعلومة ← النموذج ← العلاقة ← التعويض ← الوحدة والتفسير.
عينة كربونات تبدأ بـ 25 g وتنتج 14 g من الأكسيد. بافتراض أن الغاز هو المادة الوحيدة المفقودة، أوجد كتلته.
Difficulty 2/5 · 140 coins + a small bonus on first completion today
الناتج هو 11 جم. معلوم: 25 جم من الكربونات تترك 14 جم من الأكسيد؛ يتصاعد الغاز فقط. كتلة الغاز = 25 - 14 = 11 جم. مجموع الأكسيد والغاز = 14 + 11 = 25 جم، وهو تماماً كتلة البداية - تنطبق قانون الحفظ عند احتساب الغاز.
تحقق من الاستنتاج وحدوده
- للغاز كتلة حتى لو كان غير مرئي. زيادة الكتلة لا تعني أنه تم إنشاء ذرات مغنيسيوم إضافية. التبريد قبل الوزن يقلل من مشاكل الوزن المتعلقة بالحرارة. إذا تغيرت كتلة الجهاز أو سُكب الصلب، فإن الشرح البسيط القائم على الغاز فقط يحتاج إلى مراجعة بدلاً من إجباره لتطابق النتيجة.
- عُد إلى الملاحظة الأصلية. اشرح ما يدعمه النتيجة، وما هي الشروط التي تفترضها، وطريقة واحدة لاختبار تفسير منافس.
الغاز المتصاعد عديم الكتلة وبالتالي لا يمكنه تفسير انخفاض كتلة المتبقي. هذا الادعاء خاطئ: الكتلة "المفقودة" الظاهرية هي الغاز الذي هرب في الهواء. قم بوزن الغاز - أو استخدم نظاماً مغلقاً - وستتوازن الحسابات تماماً. ينطبق حفظ الكتلة على النظام الكامل بما في ذلك الحدود.
وعاء مفتوح: شرح دخول أو خروج الكتلة كغاز: حدد المادة الموجودة على الميزان في كل قراءة. في مثال المعدن، يندمج الأكسجين مع الصلب الموزون؛ في مثال الكربونات، يغادر الجهاز الموزون. بمصطلحات الجسيمات، يتم إعادة توزيع نفس الذرات بين المواد، مع عبور بعضها حد النظام المختار. يشمل المجموع في نظام مغلق جميع النواتج؛ قياس البقايا في نظام مفتوح لا يفعل ذلك.
لا يمكن للغاز المتصاعد (الذي ليس له كتلة) أن يفسر انخفاض كتلة البقايا.
Difficulty 1/5 · 100 coins + a small bonus on first completion today
الكتلة الظاهرية "المفقودة" هي الغاز الذي تسرب إلى الهواء. وزن الغاز - أو استخدم نظاماً مغلقاً - وستتوازن الحسابات تماماً. ينطبق قانون الحفظ على النظام الكامل بما فيه الحدود.
نظام يمكنه تبادل المادة مع محيطه: اكتب المصطلح الفني.
Difficulty 1/5 · 100 coins + a small bonus on first completion today
يعني النظام المفتوح نظامًا يمكنه تبادل المادة مع محيطه.