כלי פתוח: הסבר על כניסה או יציאת מסה כגז
הוצג| English | משמעות |
|---|---|
| open system/ˈəʊpən ˈsɪstəm/ | מערכת פתוחה |
| thermal decomposition/ˈθɜːml ˌdiːkɒmpəˈzɪʃn/ | פירוק תרמי |
מה יכול להסביר תצפית זו?
- מתכת מחוממת יכולה להשיג מסה, בעוד שקרבונט מחוממת יכולה להשאיר מוצק קל יותר. אף אחד מהתצפיות לא סותר שימור המסה כאשר מעבר גז נחשב.
- התחל בחזית. ציין את הכמותות או התכונות שת срав, ואז החלט איזה עדות יכולה להבדיל בין שתי הסברות.
בניית המודל
- במערכת פתוחה, גז עשוי להיכנס מהאוויר הסביבתי או לברוח אליו. מגנזיום מגיב עם חמצן כ-2Mg + O₂ → 2MgO. התחמוצת מכילה את המגנזיום המקורי plus חמצן מבחוץ, ולכן היא כבדה יותר מהמתכת המקורית. סידן קרבונט מתפרק כ-CaCO₃ → CaO + CO₂. המוצק הנותר קל יותר כי דioxid of carbon (CO₂) ברח, ולא כי אטומים נעלמו.
- מערכת פתוחה: מערכת העשויה להחליף חומר עם סביבתה; פירוק תרמי: שבירה של תרכובת לחומרים פשוטים יותר באמצעות חימום.
למה תחמוצת מגנזיום יכולה להיות כבדה יותר מהמגנזיום ההתחלתי?
Difficulty 1/5 · 100 coins + a small bonus on first completion today
המגנזיום מתחבר עם חמצן מ-AIR, וחמצן נוסף זה הוא חלק מהמוצר הקשיח – אוקסיד, ולכן האוקסיד כבד מהמתכת ההתחלתית. אין נוצרים אטומים, וחום הוא אנרגיה, לא חומר.
התאמו כל מונח טכני למשמעותו המדויקת.
Difficulty 2/5 · 140 coins + a small bonus on first completion today
השתמשו בהגדרות כדי להבדיל בין כמותיות ותהליכים הקשורים זה לזה.
בחר עדים שיכולים לבדוק אותו
- זיהה איזה חומר נמצא על המשקל בכל קריאה. בדוגמת המתכת, חמצן מצטרף למוצק שנמדד; בדוגמת הקרבונט, גז יוצא מהציוד שנמדד. ברמת חלקיקים אותם אטומים מופצים מחדש בין חומרים, כאשר חלקם חוצים את גבול המערכת הנבחר. סך הכל במערכת סגולה כולל את כל התוצרים; מדידת שארית במערכת פתוחה אינה כוללת זאת.
- בחקירה בבית ספר מאושרת על ידי מורה, הקלט את מסת הכלי היבש והנקי, מסת הדוגמה ומסת הכלי המקרר+המוצק בסוף. השתמש בהגנת חימום, אוורור ושיטה מאושרת. אובדן מוצק בשל ריסוס או תגובה לא מלאה יכול לשנות גם כן את הקריאה. אל תסגור ציוד המפיק גז בחום רק כדי להדגיש שימור, ואל תניח שההפרש הנמדד בכל פעם הוא מעבר הגז הרצוי.
אילו שני הרגלים הופכים את החקירה או הדגם במקרה זה לקבלנים יותר?
Difficulty 2/5 · 140 coins + a small bonus on first completion today
ניסוח התנאים וההנחות מאפשר לאחרים לחזור על העבודה בדיוק, ורישום הראיות התומכות מאפשר להם לבדוק את המסקנה. הסתרת תוצאות המולכות מסירה את הראיות שיכולות לערער מסקנה שגויה, ומדידה אחת לעולם לא יכולה להוכיח טענה רחבה יותר.
עבודה על בסיס גודלים ידועים
- ציין את הערכים הידועים ואת יחידות המידה שלהם. בחר בקשר מכיוון שההנחות שלו מתאימות למקרה זה, ולאחר מכן סדר מחדש לפני ההצבה.
- נתון: 10.0 g של קרבונט מודל משאיר 5.6 g מוצק חמצוני לאחר פירוק מלא ללא אובדנים נוספים. מסת הגז שברחה=10.0−5.6=4.4 g. ה-5.6 g חמצוני בתוספת ה-4.4 g גז שווים ל-10.0 g המקוריים. עבור 2.4 g Mg היוצרים 4.0 g MgO, חמצן שנספח=1.6 g.
דוגמת קרבונט מתחילה ב-25 g ושאירה 14 g חמצוני. בהנחה שהגז הוא החומר היחיד שנאבד, מצא את מסתו. השתמש באותה רצף: כמות ידועה → מודל → קשר → הצבה → יחידה ופרשנות.
דוגמה של קרבונט מתחילה ב-25 גרם ומסיימת כ-14 גרם חמצן. בהנחה שהגז הוא החומר היחיד שאבד, מצאו את מסת הגז.
Difficulty 2/5 · 140 coins + a small bonus on first completion today
התוצאה היא 11 ג'. נתון: 25 ג' קרבונט משאיר 14 ג' של אוקסיד; רק גז בורח. מסת הגז = 25 - 14 = 11 ג'. אוקסיד פלוס גז = 14 + 11 = 25 ג', בדיוק המסה ההתחלתית – שימור מתקיים ברגע שסופרים גם את הגז.
בדוק את המסקנה ואת הגבולות שלה
- לגז יש מסה גם אם הוא בלתי נראה. עליית מסה אינה מעידה על יצירת אטומי מגנזיום נוספים. קירור לפני המדידה מפחית בעיות מדידה הקשורות בטמפרטורה. אם מסת הציוד משתנה או מוצק נשפך, ההסבר הפשוט של מעבר גז בלבד זקוק לתיקון ולא חובה להתאים לתוצאה.
- חזור לתצפית המקורית. הסבר מה התוצאה תומכת, אילו תנאים היא מניחה, ודרך אחת לבדוק הסבר מתחרה.
גז בורח הוא חסר מסה ולכן אינו יכול להסביר מסת שארית נמוכה יותר. טענה זו שגויה: המסה הנראית "אבודה" היא הגז שהתנדף לאוויר. אם נשקל את הגז - או יתבצע במערכת סגורה - החשבון יתאזן במדויק. השימור חל על המערכת המלאה, כולל הגבול.
כלי פתוח: הסבר על כניסה או יציאת מסה כגז: זיהה איזה חומר נמצא על המשקל בכל קריאה. בדוגמת המתכת, חמצן מצטרף למוצק שנמדד; בדוגמת הקרבונט, גז יוצא מהציוד שנמדד. ברמת חלקיקים אותם אטומים מופצים מחדש בין חומרים, כאשר חלקם חוצים את גבול המערכת הנבחר. סך הכל במערכת סגולה כולל את כל התוצרים; מדידת שארית במערכת פתוחה אינה כוללת זאת.
גז הנפלט הוא בעל מסה אפס ולכן אינו יכול להסביר מסת שארית נמוכה יותר.
Difficulty 1/5 · 100 coins + a small bonus on first completion today
המסה שנראית "אבודה" היא הגז שברח לאוויר. יש למדוד את הגז – או להשתמש במערכת סגורה – והספרות יתאזנו בצורה מושלמת. שימור חל על המערכת המלאה, כולל הגבול.
מערכת המסוגלת להחליף חומר עם סביבתה: כתוב את המונח הטכני.
Difficulty 1/5 · 100 coins + a small bonus on first completion today
מערכת פתוחה היא מערכת המסוגלת להחליף חומר עם סביבתה.