ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Материя и вещество из "Общая химия" В естествознании существует ряд понятий, которым трудно дать строгое определение. Очень нелегко, например, определить такие термины, как время, пространство, энергия и материя. И все же эти слова часто используются не только в химии, но и в нашем повседневном языке. Значение указанных слов становится понятным благодаря самому их использованию в определенном контексте и в результате их связи с другими важнейшими понятиями химии. Однако четко определить смысл этих слов нельзя даже с помощью хорошего словаря. [c.18] Интересное высказывание о смысле понятия времени принадлежит одному из основателей католической церкви, св. Августину (354-430 гг. н. э.) Что есть время Если меня не спрашивают об этом, я знаю, но когда меня просят дать объяснение, мне нечего ответить . [c.18] Что же остается делать В практической деятельности мы просто соглашаемся принять какое-нибудь условное определение единицы времени, как, например, секунда, которая измеряется с помощью механических или электрических устройств и находится в определенном соотношении с периодом обращения Земли вокруг Солнца (тропический год). Мы можем пользоваться единицами измерения времени в миллионы раз меньшими, чем секунда, или, наоборот, в миллионы раз большими, чем год, но при этом мы всего лишь измеряем нечто, что не поддается никакому определению. [c.19] Слово материя может иметь в зависимости от обстоятельств различный смысл. В общем смысле оно используется для обозначения того, что заполняет пространство и имеет массу (правда, не так легко определить понятия пространство и масса), а также в тех случаях, когда речь идет об общих свойствах вещества. Совсем в другом смысле говорят о конкретных веществах — например, можно сказать, что для какого-либо эксперимента необходимы определенные вещества. Иногда слово вещество используется в еще более узком смысле, для обозначения химического элемента или соединения, как, например, железо или сахар. Понятия элемент и соединение имеют в химии соверщенно определенный смысл и будут рассмотрены в следующей главе. [c.19] Для определения количества вещества обычно используется понятие массы (см. разд. 2.6). В свою очередь, массу вещества чаще всего устанавливают по его весу. Вес представляет собой результат действия силы тяжести на массу, и путаница между этими двумя понятиями частично обусловлена тем, что для них иногда используются одинаковые единицы измерения. Строго говоря, масса и вес совсем не одно и то же. Масса— это неотъемлемое свойство вещества, и ее можно определить не только по его весу. Так, например, движущийся предмет характеризуется импульсом (произведением массы на скорость), и если можно измерить импульс и скорость предмета, то это позволяет вычислить его массу. Вместо этого можно измерить кинетическую энергию предмета, которая также связана с его массой и скоростью. Допустим, например, что кто-то бросил вам два внешне одинаковых шара, один из которых—теннисный мяч, а другой сделан из свинца. Вы без труда отличите один от другого, почувствовав больший эффект от свинцового шара просто потому, что он имеет большую массу. Подобный эксперимент, позволяющий определить массу предмета, может быть выполнен где угодно—на Земле, на Луне или в космосе. [c.19] В отличие от этого вес предмета можно измерить только в гравитационном поле, но поскольку обычно эксперименты проводятся на Земле, удобно наблюдать результат действия силы тяжести на предмет, Т е. его вес (см. разд. 2.6). В разд. 4.3 мы узнаем, как можно экспериментально определять массы отдельных атомов, измеряя их импульс или кинетическую энергию. [c.19] Вещества характеризуют по их свойствам, подразделяемым на физические и химические. К физическим свойствам относятся внешний вид вещества (цвет, блеск и т.п.), его температуры плавления и кипения, способность проводить тепло или электрический ток, состояние (газообразное, жидкое или твердое) и плотность (масса, приходящаяся на единицу объема). В процессе установления или измерения любого физического свойства состав вещества не изменяется. В отличие от этого при необходимости определить какое-либо химическое свойство вещества мы подвергаем его состав изменению. Например, так можно установить, что вещество способно гореть или реагировать с кислотой или что при нагревании оно образует одно или несколько новых веществ. [c.19] Понятие состояние часто путают с понятием фаза, хотя они имеют разные значения. Слово фаза происходит от греческого внешность и используется для обозначения однородной и физически вьщеленной части системы. Фазы могут существовать в любом из трех состояний вещества. Чтобы пояснить сказанное, предположим, что мы поместили две несмешиваемые друг с другом жидкости, например бензин и воду, в общий сосуд (см. рис. 2.2). Обе жидкости находятся в одинаковом состоянии, но представляют собой отдельные фазы системы бензин —вода. Мы ясно различаем границу между двумя фазами, потому что бензин и вода обладают различными оптическими свойствами. Общепринятыми признаками, по которым судят о наличии различных фаз в системе, являются цвет, оптическая плотность (мера прозрачности), текстура и общий вид. Системы, содержащие более одной фазы, называются гетерогенными. [c.20] Для характеристики различных свойств вещества часто используется понятие плотности, например плотность массы, плотность электрического заряда и т. д. Под плотностью понимается физическое свойство, определяемое как отношение какого-либо присущего веществу свойства, например массы, электрического заряда, энергии, к его объему. Понятие плотность массы, определяемое как масса, приходящаяся на единицу объема, используется настолько широко, что, если не сделано особой оговорки, под плотностью понимают плотность массы (см. разд. 2.6). Хотя на массу вещества не влияют изменения температуры и давления, объем вещества (особенно в газообразном состоянии) существенно зависит от этих изменений, поэтому необходимо указывать температуру и давление, при которых выполнялось измерение плотности. [c.20] Вернуться к основной статье