A tömeg egy fizikai tulajdonság, amely jelzi az anyag mennyiségét, amelyben test vagy részecske van. Ennek köszönhetően kölcsönhatásba léphetünk a környezetünkkel, és függetlenül attól, hogy kicsi vagy elhanyagolhatónak tűnnek az atomok vagy részecskék, a közöttük lévő kohézió megsokszorozza a hatásaikat, amíg azok kézzelfoghatóvá nem válnak.

Minden tárgyhoz társított tömeg tartozik; egyesek könnyűek vagy súlytalanok, mások tömegek vagy tömegek. A tömeg fizikailag sok titkot, valamint számos és egymással összefonódott definíciót tartalmaz. Másrészről kémiailag ez nem más, mint egy intézkedés, amelyet figyelembe kell venni ipari szintézisek elvégzésekor vagy gravimetrikus elemzések során.

Ennek a kő teknősnek a tömege azonos, függetlenül az univerzumban elfoglalt helyétől és az általa tapasztalt gravitációs erőtől. Forrás: fotoerich a Pixabay-n keresztül.

Hasonlóképpen, a tömeg kiszámításához használt mód és képletek a figyelembe vett jelenségetől függően változnak (gravitációs, elektromágneses, tehetetlenség, kvantum stb.); de végül az értéke mindig ugyanaz lesz, mivel az állandó az univerzum bármely pontján (kivéve, ha a folyamat során egy rész energiává alakul át).

Az elektronok, protonok, neutronok, atomok, molekulák, bolygók, csillagok és galaxisok tömegértékét különféle típusú anyagok alkotják. Hogy származik és honnan származik, olyan kérdés, amelyet a fizika folyamatosan szentel magának a válaszok vizsgálatára.

Koncepció

Kémiai

A tömeg kémiailag az az anyagmennyiség, amely egy bizonyos anyag vagy vegyület rendelkezik. A katalitikus reakciók vagy a mezopórusos anyagok kifejlesztése szempontjából nem releváns több, mint a koncentráció vagy a molekuláris felismerés; de igen ezek végrehajtásakor az intermolekuláris kölcsönhatások és fizikai tulajdonságaik. A laboratóriumban a tömeget skálával vagy mérleggel mérik.

Fizikai

Noha fizikailag a koncepció alapvetően ugyanaz, a tömegmintázat minden törvényében figyelemre méltó tulajdonságokkal rendelkezik. Például, Newton második törvényének meghatározása az ellenállásból áll, amelyet egy test egy erő hatására gyorsításnak vet fel.

Minél tömegebb és "nehezebb" ez a tárgy vagy test (egy bálna), annál nehezebb lesz az űrben egy irányba gyorsítani. Ellentétes helyzet történik a könnyű testekkel (portfólió).

Ezen túlmenően a tömeg alatt azt a mértéket kell érteni, amely szerint egy test kölcsönhatásba lép a gravitációs mezővel, és az előbbi mennyiben képes deformálni az utóbbi. Itt jön be a tömegből ismert, az ugyanazon tárgy tömegének különbsége a Kozmosz különböző bolygóin vagy területein.

A tömeg a jelenlegi interakciók vagy affinitások eredménye, amelyeket a részecskék tapasztalnak az egész Univerzumot körülvevő Higgs-mező számára.

A tészta tulajdonságai

A tömeg kiterjedt tulajdonság, mivel az anyag mennyiségétől függ, amelyet grammban (g) vagy kilogrammban (kg) fejeznek ki. Állandó, mindaddig, amíg nem közelíti meg a fénysebességet, tehát nem számít, mennyire nagy a mező (gravitációs, elektronikus, mágneses stb.), Mellyel kísérletez.

Ezen felül ez egy skaláris mennyiség és a hét alapvető mennyiség egyike. A tömeg lehetővé teszi, hogy az anyag önmagában létezzen, és fizikai vagy kémiai elemzéssel minden tulajdonságát megmutatja.

A kémia szempontjából ismert legkisebb tömeg az elektron tömege (9,1 · ^10–31 kg). Az összes atomot nagyon kicsi tömegük miatt atomtömeg-egységekben (amu) kell kifejezni, amelyek numerikus értéke grammokkal egyenlő az Avogadro számának és mólainak fogalmával.

A kémiai tömeg tulajdonságai nem hagyják el a hagyományos módszereket; míg a fizikában az anyag atommagjai bomlanak, így felszabadítva a rengeteg energiát, ami a tömegmegőrzés törvényének engedetlenségéhez vezet.

A tömeg képlete és annak kiszámítása

fizikailag

A rendszertől és az őket szabályozó törvényektől függően a tömeg kiszámítható különböző képletekkel. Például a newtoni fizika vonatkozásában a tömeget úgy kell kiszámítani, hogy mérjük azt a gyorsulást, amelyet egy test mérhető erővel ér el:

m = F / a

A gravitáció által generált súly és gyorsulás ismerete:

m = W / g

Vagy a tárgy kinetikus energiája:

m = 2E _c / v ²

Egy másik alternatíva egyszerűen a tárgy sűrűségének és térfogatának ismerete:

m = dV

Ilyen módon egy test tömegét könnyen kiszámolhatjuk úgy, hogy megsorozzuk sűrűségét a térfogatával, abban az esetben, ha nem lehet egy skálán elhelyezni.

kémiailag

A kémiát illetően a tömegeket mindig a mérlegek alapján határozzák meg a kísérletek előtt vagy előtt; még akkor is, ha ezek nem lényegében gravimetrikusak.

Általában azonban kiszámítják, hogy egy reagensnek mekkora részét kell mérlegelni a mérlegen, hogy egy bizonyos mennyiségű molot vagy annak koncentrációját megkapják, miután feloldódott oldószerben. Nekünk van:

M = m / n

Ahol M a moláris tömeg, m a fajok tömege és n a molok száma. De az is ismert, hogy a molaritás:

c = n / V

Mivel a készítendő oldat V térfogata és c koncentrációja ismert, n kiszámítása és móltömeg-képletében helyettesítésre kerül, hogy megkapjuk a mérni kívánt reagens tömegét.

Példák

Titán tömeg

Van egy titánminta, amelynek térfogata 23 000 cm ³. Tudva, hogy sűrűsége 4,506 g / cm3, számolja ki a minta tömegét.

A sűrűség képlete:

d = m / V

Megoldás az általunk kínált tömegre:

m = dV

Tehát csak akkor kell kiszámítania, ha a változókat helyettesíti az adott értékekkel:

m = (4,506 g / cm3) (23 000 cm ³)

= 103,638 g vagy 103,64 kg

Kálium-dikromát tömege

250 ml kálium-dikromát (K ₂ Cr ₂ O ₇₎ oldatát kívánja elkészíteni, amelynek koncentrációja 0,63 M (mol / L). Számolja ki, hogy a K ₂ Cr ₂ O ₇ mekkora részét kell mérlegelni a mérlegen. K ₂ Cr ₂ O ₇ móltömege 294,185 g / mol.

A képletből

c = n / V

Eltávolítjuk az anyajegyeket:

n = c V

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

= 0,1575 mol K ₂ Cr ₂ O ₇

Ismerve azokat a mólokat, amelyeknek a 250 milliliter oldatban kell lenniük, a K ₂ Cr ₂ O ₇ móltömegének felhasználásával meghatározzuk, hogy mekkora tömeg felel meg az anyag mennyiségének:

M = m / n

m = Mn

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

= 46,3341 g

Ezért 46,3341 gramm K ₂ Cr ₂ O _7- t mérlegelünk a mérlegen, feloldjuk és a megfelelő oldószerben egy 250 ml-es ballonba visszük, és végül vízzel töltsük fel.

A Naprendszer bolygóinak tömege

• Higany (bolygó): 3,302 x 10–23 kg.
• Vénusz (bolygó): 4,8685 x 10–24 kg.
• Föld (bolygó): 5, 9736 x 10–24 kg.
• Mars (bolygó): 6,4185 x 10–23 kg.
• Jupiter (bolygó): 1,899 x 10–27 kg.
• Szaturnusz (bolygó): 5 6846 x 10–26 kg.
• Uránus (bolygó): 8,6832 x 10-25 kg.
• Neptunusz (bolygó): 1,0243 x 10–26 kg.
• Plútó (törpe bolygó): 1,305 +/- 0,0007 x 10–22 kg.

A Naprendszer néhány műholdjának tömege

• Hold: 7,349 x 10–22 kg.
• Ganymede: 1 482 x 10–23 kg.
• Io: 8,94 x 10–22 kg.
• Europa (Jupiter műholda): 4,80 x 10–22 kg.
• Titán: 1,345 x 10–23 kg.
• Rhea: 2,3166 x 10-21 kg.
• Iapetus: 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 10-21 kg.
• Titania: 3 526 x 10–21 kg.
• Oberon: 3,014 x 10-21 kg.

Öltönyök tömege

• Búvárruha: kb. 20 kg.
• Tűzoltóruha: 10–25 kg.
• Űrhajós öltöny: 130 kg.

Famegmunkáló szerszámok tömege

• Kalapács: 600 gr és 2 kg között.
• Mész: 100 gr.
• Kézi fűrész: 500 gr és 1 kg között lehet.
• Fogó: 500 gr.

Gömb tömeg

• Kézilabda labda: 450 gr.
• Röplabda labda: 275 gr.
• Kosárlabda labda: 600 gr.
• Futball-labda: 400 gr.

Néhány építészeti munka tömege

• Cheops piramis: 5750000 tonna.
• A pisa ferde torony: 14 700 tonna.
• Eiffel-torony: 7300 tonna.
• Szabadság-szobor: 225 tonna.

Az emberek átlagos tömege

• Újszülött: 3, 4 kg.
• 5 éves gyermek: 18 kg.
• 5 éves lány: 17 kg.
• 15 éves fiú: 47 kg.
• 15 éves lány: 45 kg.
• 30 éves férfi: 73 kg.
• 30 éves nő: 58 kg.

A hangszerek átlagos tömege

• Akusztikus gitár: 2,5 kg.
• Elektromos gitár: 3 kg.
• Hegedű: 440 és 500 gr között.
• Hegedűscello: 4 kg és 8 kg között
• Zongora: 400–650 kg.
• Baba zongora: 220 kg és 350 kg között.

Az elektronikus eszközök átlagos tömege

• Kamera (nem profi): 150 és 250 gr között.
• Cella: 100 gr.
• Mikrohullámú sütő: 16 kg.
• Laptop: 1,5 kg és 3 kg között.
• Televízió: 12 kg és 30 kg között.
• Mosógép: 70 kg és 100 kg között.

A szállítóeszközök átlagos tömege

• Busz: 11400 kg és 18100 kg között.
• Autó: 1000 kg és 1300 kg között.
• Repülőgép: 178 750 kg (üres) és 397 000 kg (teljes)
• Kerékpár: 6–7 kg.
• Motorkerékpár: 80 kg és 93 kg között.
• Gördeszka: 900 gr és 1500 kg között.
• Vonat: 40 és 100 tonna között.

A ruhadarabok átlagos tömege

• Póló: 180 gr.
• Farmer: 450 és 550 gr között.
• Pulóver: 350 gr.
• Ruhacipő: 1 kg és 1,3 kg között
• Papucs: 250 gr.
• Rövid csizma: 400 gr.
• Bőrcsizma: 1500 gr.
• Öv: 60 gr.
• Harisnya: 10 gr.
• Gyapjúzsák: 600gr.
• Téli kabát: 800 gr.
• Pulóver: 500 gr.
• Lábszárvédő: 300 gr.

Egyes gyümölcsök átlagos tömege

• Citrom: 40 gr.
• Mangó: 200 gr.
• Narancs: 125 gr.
• Őszibarack: 100 gr.
• Banán: 150 gr.
• Apple: 180 gr.
• Körte: 180 gr.
• Paradicsom: 150 gr.

Néhány zöldség átlagos tömege

• Sárgarépa: 80 gr.
• Cékla: 60 gr.
• Burgonya: 150 gr.
• Hagyma: 100 gr.

Néhány kutya átlagos tömege

• Bulldog: 18–25 kg.
• Uszkár: 15 kg.
• Carlino mopsz: 6,3 kg és 10,5 kg között.
• Cocker spanyol: 12–16 kg.
• Dalmát: 16–32 kg.
• Németjuhász: 22–40 kg.
• Szibériai farkas: 16–27 kg.
• Chihuahua: 1,5-3 kg.