Bình mở: giải thích sự vào hay thoát ra của khối lượng dưới dạng khí
Đã giới thiệu| English | Ý nghĩa |
|---|---|
| open system/ˈəʊpən ˈsɪstəm/ | hệ thống mở |
| thermal decomposition/ˈθɜːml ˌdiːkɒmpəˈzɪʃn/ | phân hủy nhiệt |
Điều gì có thể giải thích quan sát này?
- Kim loại được gia nhiệt có thể tăng khối lượng, trong khi cacbonat được gia nhiệt có thể để lại một chất rắn nhẹ hơn. Không có quan sát nào mâu thuẫn với định luật bảo toàn khi tính đến sự truyền khí.
- Bắt đầu bằng một dự đoán. Nêu rõ các đại lượng hoặc đặc điểm bạn sẽ so sánh, sau đó quyết định bằng chứng nào có thể phân biệt hai lời giải thích.
Xây dựng mô hình
- Trong hệ mở, khí có thể đi vào hoặc thoát ra không khí xung quanh. Magie phản ứng với oxy theo 2Mg + O₂ → 2MgO. Oxide chứa magie ban đầu cộng thêm oxy từ bên ngoài, nên nặng hơn kim loại ban đầu. Canxi cacbonat phân hủy theo CaCO₃ → CaO + CO₂. Chất rắn còn lại nhẹ hơn vì carbon dioxide đã thoát ra, không phải vì các nguyên tử biến mất.
- hệ mở: Một hệ thống có thể trao đổi vật chất với môi trường xung quanh; phân hủy nhiệt: Phá vỡ một hợp chất thành các chất đơn giản hơn bằng cách gia nhiệt.
Tại sao magie oxit lại nặng hơn lượng magie ban đầu?
Difficulty 1/5 · 100 coins + a small bonus on first completion today
Magie kết hợp với oxy TỪ KHÔNG KHÍ, và lượng oxy dư thừa đó là một phần của sản phẩm oxit rắn - do đó oxit nặng hơn kim loại ban đầu. Không có nguyên tử nào được tạo ra, và nhiệt là năng lượng, không phải vật chất.
Ghép mỗi thuật ngữ kỹ thuật với ý nghĩa chính xác của nó.
Difficulty 2/5 · 140 coins + a small bonus on first completion today
Sử dụng các định nghĩa để phân biệt các đại lượng và quá trình liên quan.
Chọn bằng chứng có thể kiểm chứng
- Xác định vật liệu nào nằm trên cân ở mỗi lần đọc số. Trong ví dụ về kim loại, oxy kết hợp với chất rắn đã cân; trong ví dụ về cacbonat, khí thoát khỏi thiết bị đã cân. Về mặt hạt, các nguyên tử giống nhau được phân phối lại giữa các chất, với một số vượt qua ranh giới hệ thống đã chọn. Tổng hệ thống kín bao gồm tất cả sản phẩm; đo lường dư lượng hệ mở thì không.
- Đối với bài kiểm tra trường học được giáo viên chấp thuận, ghi lại khối lượng bình sạch khô, khối lượng mẫu và khối lượng bình cộng chất rắn sau khi làm mát hoàn toàn. Sử dụng bảo vệ nhiệt, thông gió và phương pháp được chấp thuận. Sự mất mát chất rắn do bắn tóe hoặc phản ứng không hoàn toàn cũng có thể làm thay đổi kết quả đọc số. Không niêm phong thiết bị sinh khí khi nung chỉ để chứng minh sự bảo toàn, và đừng giả định mọi chênh lệch đo được đều là sự chuyển giao khí mong muốn.
Hai thói quen nào sau đây giúp việc nghiên cứu hoặc mô hình trong trường hợp này trở nên thuyết phục hơn?
Difficulty 2/5 · 140 coins + a small bonus on first completion today
Việc nêu rõ các điều kiện và giả thiết giúp người khác lặp lại công việc chính xác, và ghi lại bằng chứng hỗ trợ giúp họ kiểm tra kết luận. Giấu đi các kết quả mâu thuẫn sẽ loại bỏ bằng chứng có thể thách thức một kết luận sai, và một phép đo lường không thể khẳng định một tuyên bố rộng hơn.
Làm việc từ các đại lượng đã biết
- Nêu các giá trị đã biết và đơn vị của chúng. Chọn công thức vì các giả thiết của nó phù hợp với trường hợp này, sau đó biến đổi trước khi thay số.
- Đã biết: 10.0 g một mẫu cacbonat để lại 5.6 g oxide rắn sau khi phân hủy hoàn toàn không có tổn thất nào khác. Khối lượng khí thoát ra=10.0−5.6=4.4 g. 5.6 g oxide cộng 4.4 g khí bằng 10.0 g ban đầu. Đối với 2.4 g Mg tạo thành 4.0 g MgO, lượng oxy thu được=1.6 g.
Một mẫu cacbonat bắt đầu ở 25 g và để lại 14 g oxide. Giả sử khí là vật liệu duy nhất bị mất, hãy tìm khối lượng của nó. Sử dụng cùng trình tự: đại lượng đã biết → mô hình → mối liên hệ → thay thế → đơn vị và diễn giải.
Một mẫu cacbonat bắt đầu ở 25 g và tạo ra 14 g oxit. Giả sử khí là vật liệu duy nhất bị mất, hãy tìm khối lượng của nó.
Difficulty 2/5 · 140 coins + a small bonus on first completion today
Kết quả là 11 g. Đã biết: 25 g cacbonat để lại 14 g oxit; chỉ có khí thoát ra. Khối lượng khí = 25 - 14 = 11 g. Oxit cộng khí = 14 + 11 = 25 g, đúng bằng khối lượng ban đầu - định luật bảo toàn được thỏa mãn khi đã tính cả khí.
Kiểm tra kết luận và giới hạn của nó
- Khí có khối lượng ngay cả khi vô hình. Tăng khối lượng không ngụ ý rằng các nguyên tử magie bổ sung đã được tạo ra. Làm mát trước khi cân giúp giảm các vấn đề cân liên quan đến nhiệt độ. Nếu khối lượng thiết bị thay đổi hoặc chất rắn bị tràn, lời giải thích đơn giản chỉ dựa vào khí cần được điều chỉnh thay vì ép buộc phù hợp với kết quả.
- Quay trở lại quan sát ban đầu. Giải thích kết quả hỗ trợ điều gì, những điều kiện nào mà nó giả định, và một cách để kiểm chứng một giải thích cạnh tranh.
Khí thoát ra không có khối lượng và do đó không thể giải thích cho khối lượng cặn lại thấp hơn. Khẳng định này sai: Khối lượng "bị mất" thực tế là khí đã thoát vào không khí. Cân khí đó - hoặc sử dụng hệ kín - và số liệu sẽ khớp hoàn hảo. Định luật bảo toàn áp dụng cho toàn bộ hệ thống, bao gồm cả ranh giới.
Bình mở: giải thích khối lượng đi vào hoặc thoát ra dưới dạng khí: Xác định vật liệu nào nằm trên cân ở mỗi lần đọc số. Trong ví dụ về kim loại, oxy kết hợp với chất rắn đã cân; trong ví dụ về cacbonat, khí thoát khỏi thiết bị đã cân. Về mặt hạt, các nguyên tử giống nhau được phân phối lại giữa các chất, với một số vượt qua ranh giới hệ thống đã chọn. Tổng hệ thống kín bao gồm tất cả sản phẩm; đo lường dư lượng hệ mở thì không.
Khí thoát ra không có khối lượng do đó không thể giải thích cho việc khối lượng cặn thấp hơn.
Difficulty 1/5 · 100 coins + a small bonus on first completion today
Khối lượng "mất" rõ ràng thực chất là khí đã thoát vào không khí. Cân lại khí - hoặc sử dụng hệ kín - và các con số sẽ cân bằng hoàn hảo. Định luật bảo toàn áp dụng cho toàn bộ hệ thống, bao gồm cả biên.
Một hệ thống có thể trao đổi vật chất với môi trường xung quanh: viết thuật ngữ kỹ thuật.
Difficulty 1/5 · 100 coins + a small bonus on first completion today
hệ mở có nghĩa là một hệ thống có thể trao đổi vật chất với môi trường xung quanh.