为何“一斤盐溶于一斤水往往不等于两斤重”?难道盐消失了?

在温度恒定的情况下,一斤水+一斤水=两斤水,这一点应该没有人会有疑问吧?如果有问题的话,肯定是秤坏了,既然水加水没有问题,那为何水加了一斤其它物质就会引发议论呢?对于“一斤盐溶于一斤水是否能够得到两斤总重”这个问题,听上去好没什么问题,但是实际操作一下就会发现它和想象的还真不一样,也真的有人去做了实验,他将一斤盐放在一斤水里后,虽说最终的误差很小,但是他得到的结果往往不会等于2斤,这是为什么呢?

或许是“固体”的食用盐在水中溶解消失了,这一现象让一些人产生了错觉,这让不少人认为盐应该是凭空消失了,那么这个时候质量也就减少了,也就不守恒了?其实这是因为盐在溶解过程中,受到了外界温度的影响后,会产生化学反应,顺便产生了溶解热的现象,这使得水的蒸发速度变快了。或者说,一斤盐溶于一斤水的时候,水的质量在偷偷减少,这就是导致最后的盐水混合物总质量会比原来少一点点。科学家们深知,食盐溶于水是一种电离过程,期间会有离子键断裂,而后就会释放出热量。开始的时候它会慢慢溶解,越加越多达到饱和后,人们再添加也就不能溶解了,如果对其加热的话,它又会溶解掉一部分,待其冷却后,就会有食盐晶体出现。这么看来,水对食盐的溶解度会随温度升高增加,但是它也有一定限度,一旦温度降下来后,它的溶解度也会随之降低。在生活中我们也能看到相似的例子,比方说,人们炒菜的时候,受高温影响,水分会蒸发,菜的质量也会发生变化;人们为农田施肥之际,有些肥料不能混合使用,因为混合后,就会产生挥发性气体,并且会减弱肥料的作用。我们之前学过的质量守恒定律就在明示我们:在任何与周围隔绝的物质系统(孤立系统)中,无论发生了何种变化或过程,它的总质量始终不会改变。从这个定律来看,一斤盐溶于一斤水,它们的总质量就是两斤。

如果我们将室温、水与盐都恒定在20℃,然后将一斤盐倒入一斤水的容器里,那时候,约有一半以上(约为320克)的盐会沉淀在水底,无法溶解。或者说说500g的水,它只能溶解180g的食盐,还是会有320g食盐在底部老老实实地待着。这是为什么呢?你可能还不知道,一般来说,温度对溶解度或多或少都有一点影响,但是对于氯化钠来说,温度的提升对溶解度的影响不算高。毫无疑问的是,加了盐的水,会比之前的水更重,但是它的重量却不会等于溶解前水与盐的质量之和,其实这个问题中的关键不是两斤总重,而是一斤水里无法溶解一斤的盐。而且温度在整个过程中没有发生改变也是必要条件,如果没有这个条件限制,恐怕一斤水加一斤盐很大概率会不等于两斤,因为能量也需要守恒。这里我还是建议大家不要过分用微观角度去看待这个问题,如果非要这么想,你也许应该知道这些,比方说,当你将一斤食盐放入水里之前,食盐里的粒子是不是就已经和空气中的水蒸气结合了?这意味着被加入水里的食盐可能超过了一斤。或者说你已经量好的水,实际上它已经偷偷蒸发了一点,也就不是一斤了。想要理解“质量即能量”,我们需要了解下量子力学领域,然后从物质的本质还原质量的真相。打个比方,有些粒子就像是明星,它们通过广场的时候,大家会纷纷围上去,这使得明星受到了很多人的束缚,质量也就显得比较大。而一个普通人从广场上走过去,没人理他这很正常,他就像光一样,不具备任何静态质量,这就是光子没有静态质量,还跑得很快的原因。如此看来,相互作用的能量的表现就是质量,从相互作用的角度来看,水的温度升高了,分子的运动就会越剧烈,分子间斥力(电磁力)越大,质量也就越大。

再举个简单的例子,比方说当盐在水中全部溶解的时候,我们需要考虑到水温、气压等因素,但是在满足这些条件的过程中,就势必会出现损失,所以无论如何我们都得不到问题中的那个结果,之所以得不到两斤重,误差其实就出现在这个地方。从另一方面来看,“一斤盐溶于一斤水是否能得到两斤总重”这样的问题,能引发热议也很正常,因为这种描述本身就很不严谨,若是想挑毛病的话,盐就是其中一个问题,比方说,你要用什么盐?一般意义上的盐基本是指食盐,但是在严谨的科学讨论中,盐的种类就显得特别多,例如氯化钾、氯化镁、硫酸镁,还有金属盐等,你可以说这是挑刺,但也无法说对方错了,因为它们的溶解度确实不大相同,有的还属于危险爆炸物和剧毒品,总的来看,“一斤盐溶于一斤水,最后的总重量是否为两斤?”这个问题的答案并不重要,因为按照理论来说,这种答案没什么问题,但是实际操作后就会发现它又是另外一种答案了,重要的是,我们要明白这背后的知识。

展开阅读全文

页面更新:2024-05-12

标签:离子键   斥力   溶解度   食盐   相互作用   误差   粒子   肥料   静态   严谨   能量   物质   温度   答案   质量

1 2 3 4 5

上滑加载更多 ↓
推荐阅读:
友情链接:
更多:

本站资料均由网友自行发布提供,仅用于学习交流。如有版权问题,请与我联系,QQ:4156828  

© CopyRight 2020-2024 All Rights Reserved. Powered By 71396.com 闽ICP备11008920号-4
闽公网安备35020302034903号

Top