质量
zhì liàng
质量是一个物体所含物质的多少,用天平以克或千克为单位测量,不会随所在位置而改变。
Definition
质量是一个物体中含有多少物质,用天平以克或千克为单位来测量。它是物体所含物质的量,不同于重力,重力是地球对物体施加的引力,会随所在地点而改变,而质量在地球上、在月球上,或者在轨道中都保持不变。质量也是惯性的量度,即物体抵抗加速的能力,是一种在普通化学和物理过程中每一步都守恒的固有属性。实验室里的质量是通过在天平上进行比较来测量的,这种比较方式抵消了当地重力的影响,读数精确到仪器的分辨率,而去皮容器、密闭系统和干燥样品是防范系统误差的标准做法。
Example
一块岩石在天平上读数为 $13.5\ \text{g}$,一辆玩具小车读数为 $350\ \text{g}$,所以小车的质量更大。把 $5.0\ \text{g}$ 盐溶解在 $100.0\ \text{g}$ 水中,得到 $105.0\ \text{g}$ 的盐水,在月球上,这份盐水的质量仍然是 $105.0\ \text{g}$,只是重量大约只有地球上的六分之一。一个密封烧瓶中装有小苏打和一小瓶醋,读数为 $187.42\ \text{g}$,把小瓶倾倒、等冒泡停止后再读数为 $187.41\ \text{g}$,这一变化在天平的分辨率范围之内;如果用敞口烧瓶重复实验,读数变为 $186.95\ \text{g}$,因为有 $0.47\ \text{g}$ 的二氧化碳逸出。
Key Insight
质量和体积大小不是一回事;一个小小的钢球可能比一个大大的泡沫球质量更大。天平测量的是质量,弹簧秤测量的是重力,天平在任何地方读数都一样,因为重力对天平两边的拉力是相等的。敞口烧瓶的结果并不是违反了守恒定律,而是系统本身发生了泄漏,当一次实验看似打破了一条定律时,首先应该怀疑的永远是系统的边界,而不是这条定律本身。