Массовая доля — что это такое? Как найти? Формула
Что такое массовая доля
Начнем с примера: допустим, мы приготовили два раствора соли. Первый имеет массу 400 г и для него использовано 100 г соли. Масса второго 900 г и для него использовали 90 г соли. Какой раствор будет более концентрированным? Чтобы это понять, нужно выяснить процент соли в каждом растворе. Можно сказать иначе — нужно определить, какую долю в растворе занимает соль.
Массовая доля — это отношение растворенного вещества к массе раствора. Она может измеряться в процентах (от 0 до 100%) или в долях от единицы (от 0 до 1).
Как найти массовую долю растворенного вещества, расскажет формула:
где — обозначение массовой доли;
— масса вещества;
— масса раствора.
В нашем примере и без формул понятно, что в первом растворе соль занимает 25%, а в то втором — только 10%.
А что будет, если в первый раствор добавить еще столько же соли и воды? Очевидно, что на концентрацию это не повлияет. Доля соли останется прежней, пусть даже масса раствора увеличилась.
Массовая доля химического элемента — это отношение между относительной массой его атомов и относительной молекулярной массой соединения, частью которого является данный элемент.
Как видите, фактическая масса сложного вещества или его отдельного компонента не имеет значения. Если мы не знаем этих показателей, для расчетов берутся относительные величины.
Такое определение массовой доли элемента выражается формулой:
В данном случае:
— количество атомов искомого элемента;
— относительная атомная масса элемента;
— относительная молекулярная масса сложного вещества.
Если нужен показатель в процентах, результат надо умножить на 100%.
Практикующий детский психолог Екатерина Мурашова
Бесплатный курс для современных мам и пап от Екатерины Мурашовой. Запишитесь и участвуйте в розыгрыше 8 уроков
Относительная атомная и молекулярная масса
В формуле нахождения массовой доли мы видим две важные составляющие: относительную массу атома элемента (Ar) и относительную массу молекулы вещества (Mr). Разберемся, что это такое. И та, и другая величина — это отношение реальной массы к эталонной единице, за которую взята 1/12 массы атома углерода.
Относительная атомная масса элемента (Ar) говорит о том, насколько масса его атома больше 1/12 массы атома углерода. Для каждого элемента эта величина является постоянной и ее можно увидеть в таблице Менделеева.
Она показывает, насколько молекула вещества больше 1/12 массы атома углерода.Это не измеряемые величины, то есть они не имеют единиц измерения. Буква r в обозначениях относительной атомной и молекулярной массы восходит к английскому слову relative — «относительный».
Важно
Численно относительная молекулярная масса вещества равна его молярной массе, что удобно использовать в расчетах. Но путать эти два понятия не стоит. Относительная молекулярная масса характеризует 1 молекулу вещества, в то время как молярная масса — 1 моль вещества.
Как найти массовую долю элемента в веществе
Выше мы рассмотрели формулу для вычисления массовой доли химического элемента в веществе и узнали, откуда берутся ее составляющие. Применим эти знания на практике.
Пример 1
Оксид магния массой 8 г образовался при вступлении 4,8 г магния в реакцию с кислородом. Каковы массовые доли магния и кислорода в полученном оксиде?
Решение:
Для начала вычислим массу кислорода.
m(O) = 8 − 4,8 = 3,2 г
Вспоминаем, как найти массовую долю элемента в веществе: нужно понять, какую часть соединения оно составляет.
Зная массы каждого компонента оксида, сделать расчет несложно:
или .
или .
Ответ: массовые доли магния и кислорода в оксиде магния составляют 60% и 40% соответственно.
Пример 2
Решение:
В данном случае у нас нет конкретных указаний на массы элементов или всего вещества. Но мы можем воспользоваться другой формулой массовой доли в химии, которая позволяет работать с относительными величинами:
, значит
.
Согласно таблице Менделеева относительная атомная масса водорода равна единице.
Вычислим относительную молекулярную массу соединения С2H6O, которая складывается из соответствующих масс каждого элемента:
Mr(С2H6O) = 2M(C) + 6M(H) + M(O) = 212 + 6 1 + 16 = 46.
Полученные данные подставим в формулу и определим массовую долю элемента в соединении:
или .
Ответ: в этиловом спирте массовая доля водорода составляет 13%.
Бесплатные занятия по английскому с носителем
Занимайтесь по 15 минут в день. Осваивайте английскую грамматику и лексику. Сделайте язык частью жизни.
Как вычислить массовую долю вещества в растворе
Вспомним, что такое концентрация раствора. Она говорит о том, в каком соотношении находятся растворенное вещество и растворитель, а другими словами — сколько растворенного вещества содержится в единице объема или массы.
Концентрация может быть безразмерной величиной и выражаться в процентах, но также ее можно выразить в массовых или в молярных долях.
Важно
Указание массовой доли вещества — один из способов выражения концентрации раствора.
В случае с растворами применима та же формула:
Если нужно значение в процентах, результат надо умножить на 100%.
Пример
Требуется приготовить 0,5 л раствора карбоната натрия плотностью 1,13 г/мл. Определите массу карбоната натрия при условии, что концентрация раствора должна быть 13%.
Решение:
Вначале нам нужно узнать массу раствора, что легко сделать, когда известны его объем и плотность. Воспользуется формулой m(р–ра) = ρ × V
m(р–ра) = 500 × 1,13 = 565 г.
Дальше вспомним, как находить массовую долю растворенного вещества:
, а значит .
Поскольку концентрация раствора — это и есть массовая доля растворенного вещества, подставим ее в уравнение:
m(Э) = 0,13 × 565 = 73,45 г.
Ответ: для раствора понадобится 73,45 г карбоната натрия.
Вопросы для самопроверки:
Как обозначается массовая доля и в чем она выражается?
В чем разница между молекулярной массой вещества и его молярной массой?
Как найти массовую долю элемента в веществе, если мы знаем массу элемента и массу вещества?
Как рассчитать массовую долю вещества в растворе?
В каких безразмерных и размерных величинах можно выразить концентрацию раствора?
Мощность в физике — обозначение, формулы и примеры
Определение мощности
Допустим, нам необходимо убрать урожай пшеницы с поля площадью 100 га. Это можно сделать вручную или с помощью комбайна. Очевидно, что пока человек обработает 1 га площади, комбайн успеет сделать намного больше.
В данном случае разница между человеком и техникой — именно то, что называют мощностью. Отсюда вытекает первое определение.
Мощность в физике — это количество работы, которая совершается за единицу времени. |
Рассмотрим другой пример: между точкой А и точкой Б расстояние 15 км, которое человек проходит за 3 часа, а автомобиль может проехать всего за 10 минут. Понятно, что одно и то же количество работы они сделают за разное время. Что показывает мощность в данном случае? Как быстро или с какой скоростью выполняется некая работа.
В электромеханике эта величина имеет еще одно определение.
Мощность — это скалярная физическая величина, которая характеризует мгновенную скорость передачи энергии от системы к системе или скорость преобразования, изменения, потребления энергии. |
Напомним, что скалярными величинами называются те, значение которых выражается только числом (без вектора направления).
Мощность человека в зависимости от деятельности
Вид деятельности | Мощность, Вт |
|---|---|
Неспешная ходьба | 60–65 |
Бег со скоростью 9 км/ч | 750 |
Плавание со скоростью 50 м/мин | 850 |
Игра в футбол | 930 |
Практикующий детский психолог Екатерина Мурашова
Бесплатный курс для современных мам и пап от Екатерины Мурашовой.
Запишитесь и участвуйте в розыгрыше 8 уроков
Как обозначается мощность: единицы измерения
В таблице выше вы увидели обозначение в ваттах, и читая инструкции к бытовой технике, можно заметить, что среди характеристик прибора обязательно указано количество ватт. Это единица измерения механической мощности, используемая в международной системе СИ. Она обозначается буквой W или Вт.
Измерение мощности в ваттах было принято в честь шотландского ученого Джеймса Уатта — изобретателя паровой машины. Он стал одним из родоначальников английской промышленной революции.
В физике принято следующее обозначение мощности: 1 Вт = 1 Дж / 1с.
Это значит, что за 1 ватт принята мощность, необходимая для совершения работы в 1 джоуль за 1 секунду.
В каких единицах еще измеряется мощность? Ученые-астрофизики измеряют ее в эргах в секунду (эрг/сек), а в автомобилестроении до сих пор можно услышать о лошадиных силах.
Интересно, что автором этой последней единицы измерения стал все тот же шотландец Джеймс Уатт. На одной из пивоварен, где он проводил свои исследования, хозяин накачивал воду для производства с помощью лошадей. И Уатт выяснил, что 1 лошадь за секунду поднимает около 75 кг воды на высоту 1 метр. Вот так и появилось измерение в лошадиных силах. Правда, сегодня такое обозначение мощности в физике считается устаревшим.
Одна лошадиная сила — это мощность, необходимая для поднятия груза в 75 кг за 1 секунду на 1 метр. 🐴
Единицы измерения | Вт |
|---|---|
1 ватт | 1 |
1 киловатт | 103 |
1 мегаватт | 106 |
1 эрг в секунду | 10-7 |
1 метрическая лошадиная сила | 735,5 |
Подготовка к ОГЭ по физике онлайн поможет снять стресс перед экзаменом и получить высокий балл.
Все формулы мощности
Зная определения, несложно понять формулы мощности, используемые в разных разделах физики — в механике и электротехнике.
В механике
Механическая мощность (N) равна отношению работы ко времени, за которое она была выполнена.
Основная формула:
N = A / t, где A — работа, t — время ее выполнения.
Если вспомнить, что работой называется произведение модуля силы, модуля перемещения и косинуса угла между ними, мы получим формулу измерения работы.
Если направления модуля приложения силы и модуля перемещения объекта совпадают, угол будет равен 0 градусов, а его косинус равен 1. В таком случае формулу можно упростить:
A = F × S
Используем эту формулу для вычисления мощности:
N = A / t = F × S / t = F × V
В последнем выражении мы исходим из того, что скорость (V) равна отношению перемещения объекта на время, за которое это перемещение произошло.
В электротехнике
В общем случае электрическая мощность (P) говорит о скорости передачи энергии. Она равна произведению напряжения на участке цепи на величину тока, проходящего по этому участку.
P = I × U, где I — напряжение, U — сила тока.
В электротехнике существует несколько видов мощности: активная, реактивная, полная, пиковая и т. д. Но это тема отдельного материала, сейчас же мы потренируемся решать задачи на основе общего понимания этой величины. Посмотрим, как найти мощность, используя вышеуказанные формулы по физике.
Задача 1
Допустим, человек поднимает ведро воды из колодца, прикладывая силу 60 Н. Глубина колодца составляет 10 м, а время, необходимое для поднятия — 30 сек. Какова будет мощность человека в этом случае?
Решение:
Найдем вначале величину работы, используя тот факт, что мы знаем расстояние перемещения (глубину колодца 10 м) и приложенную силу 60 Н.
A = F × S = 60 Н × 10 м = 600 Дж
Когда известно значение работы и времени, найти мощность несложно:
N = A / t = 600 Дж / 30 сек = 20 Вт
Ответ: мощность человека при поднятии ведра — 20 ватт.
Задача 2
В комнате включена лампа мощностью 100 Вт. Напряжение домашней электросети — 220 В. Какая сила тока проходит через эту лампу?
Решение:
Мы знаем, что Р = 100 Вт, а U = 220 В.
Поскольку P = I × U, следовательно I = P / U.
I = 100 / 220 = 0,45 А.
Ответ: через лампу пройдет сила тока 0,45 А.
Бесплатные занятия по английскому с носителем
Занимайтесь по 15 минут в день. Осваивайте английскую грамматику и лексику. Сделайте язык частью жизни.
Вопросы для самопроверки
Что характеризует механическая мощность?
Какие существуют единицы измерения мощности в физике?
Какая из единиц измерения считается устаревшей?
Мощность можно назвать скалярной величиной? Что это означает?
Как из формулы нахождения мощности получить работу?
Какой буквой обозначается мощность в механике, а какой — в электротехнике?
Какую работу производит за 30 минут устройство мощностью 600 Вт?
Как узнать напряжение в сети, если мы знаем мощность подключенного к ней прибора и силу тока, проходящую через прибор?
Если в течение 1 часа автомобиль №1 едет со скоростью 60 км/ч, а автомобиль №2 — со скоростью 90 км/ч, одинаковую ли мощность они развивают в это время?
Допустим, автобус отвез пассажиров из города А в город В за 1 час.
Если он планирует вернуться в город А пустым по той же трассе и потратить на это 1 час, ему понадобится развить такую же мощность или меньшую?
Если он планирует вернуться в город А пустым по той же трассе и потратить на это 1 час, ему понадобится развить такую же мощность или меньшую?Женская серия, поддерживаемая Формулой-1, «только положительная», говорит пилот серии W Хокинс.
Автор:
Люк Смит
Во время уик-энда Гран-при США в прошлом месяце стало известно, что Формула-1 планирует запустить свою собственную гоночную серию, полностью состоящую из женщин, уже в следующем году, выступая в качестве потенциальных фидерных серий в Формулу 3 и Формулу 2.
Это произошло всего через несколько недель после того, как W Series была вынуждена отменить последние три раунда своего сезона 2022 года из-за проблем со сбором средств, вместо этого сосредоточившись на том, чтобы вернуться к чемпионату 2023 года.
Женская серия, поддерживаемая F1, не предназначена для замены серии W, поскольку в ней будет использоваться техника Формулы 4, и она будет ориентирована на более молодое поколение гонщиков. Серия W использовала автомобили Формулы 3 с момента своего первого сезона в 2019 году.0020
Хокинс участвовал во всех трех сезонах W Series, а также был представителем команды Aston Martin в Формуле-1.
Хотя F1 еще официально не подтвердила какие-либо подробности запланированной серии, Хокинс сказала, что «может рассматривать это только как положительное», поскольку это дает больше возможностей для участия в гонках женщинам, пытающимся подняться по карьерной лестнице.
«Я думаю, что любой чемпионат, который помогает женщинам, должен приветствоваться, и мы должны сделать все возможное, чтобы приветствовать его», — сказал Хокинс.
«Я также хотел бы думать, что это будет работать вместе с серией W. Мне бы не хотелось думать, что они когда-либо будут конкурировать друг с другом, потому что мы здесь боремся не за это.
«Дело не в том, у кого лучший чемпионат, а в том, как мы работаем вместе, потому что мы все пытаемся достичь одного и того же. Я думаю, что это положительный момент».
Стартовая решетка
Фото: Сэм Блоксхэм / Motorsport Images
Хокинс считает важным уделять больше внимания массовому уровню, чтобы привлечь больше женщин к участию в гонках, помочь увеличить количество водителей и оказать более широкое влияние, подобно женской сборной Англии по футболу, выигравшей чемпионат Европы 2022 года.
«Чем меньше их у нас, тем меньше шансов, что женщина попадет в Формулу-1», — сказал Хокинс.
«Итак, давайте решим проблему, привлечем как можно больше, обратимся к молодому поколению, привлечем как можно больше на низовом уровне, и через несколько лет мы увидим награду за это, как Львицы.
«Да, мы видим награду за удивительную работу, которую делают нынешние Львицы. Но на самом деле мы выигрываем от работы, проделанной пять, десять, пятнадцать лет назад.
«Львицы могли бы выиграть Евро 20 лет назад, но бьюсь об заклад, никто бы об этом не услышал. Но из-за работы, проделанной теми 20 лет назад, теперь мы наслаждаемся ею и так много слышим о ней.
«Серия W помогла этому случиться, но мы чуть позже. Мы увидим награду за это через несколько лет».
Будь там
Сделать ставку
Будь там
Сделать ставку
Предыдущая статья
Ferrari: темпы развития Mercedes не беспокоят F1 2023
Следующая статья
Магнуссен: «Нет проблем» с Хюлкенбергом в качестве напарника по команде Формулы-1 2023 года на Haas
акции
Более
Люк СмитПлюс
Плюс
Плюс
Плюс
Плюс
Плюс
Плюс
Плюс
Плюс
Управлять
Финансовые проблемы вынуждают серию W завершить сезон раньше
Clive MasonGetty Images
- Гоночная серия W Series с открытыми колесами закрывается на 2022 год из-за финансовых проблем.
- Серия, которая выступала в качестве серии поддержки Формулы-1, должна была состояться еще трижды в 2022 году — на Circuit of the Americas в Остине, штат Техас, 22 октября, и даблхедер в Мехико, 29-30 октября. .
- Организаторы серии не теряют надежды на возвращение в 2023 году.
Серия W прекращает работу в 2022 году с надеждой на возвращение в 2023 году. на своем веб-сайте, что сериал закрывается на 2022 год из-за финансовых проблем. Раннее завершение сезона означает, что серия не будет участвовать в гонках, как запланировано, ни одной гонки 22 октября в Остине, штат Техас, или запланированной 29 октября.Даблхедер -30 в Мехико.
Согласно сообщению на веб-сайте W Series, «необходимое финансирование бизнеса за счет недавних инвестиций по контракту не было получено».
В сериале участвовали гонщики, соревнующиеся на гоночных автомобилях Tatuus F3 T-318, омологированных в соответствии со спецификациями FIA F3.
Сериал был бесплатным для водителей, приглашенных для участия. В серию были представлены аналогично подготовленные автомобили.
Заявление на веб-сайте W Series оставило открытой возможность возвращения сериала в 2023 году.
Кэтрин Бонд Мьюир (главный исполнительный директор серии W) сказала:
«С большой грустью и разочарованием мы объявляем, что наши долгожданные последние три гонки сезона 2022 года в Остине и Мехико не состоятся. — сказала генеральный директор W Series Кэтрин Бонд Мьюир. — Будучи стартапом только в третьем сезоне гонок, мы всегда прилагаем все усилия, чтобы обеспечить регулярность финансирования, продолжая развивать наш бизнес, но из-за недавних непредвиденных обстоятельств за пределами W Серии, мы не получили причитающиеся нам средства по контракту.
«Поэтому мы были вынуждены принять неудачное решение не завершать наш запланированный календарь в этом сезоне. Мы хотели бы поблагодарить Circuit of The Americas и Autódromo Hermanos Rodríguez’s Grupo CIE за их поддержку в качестве промоутеров наших мероприятий в Остине и Мехико соответственно, и приносим свои извинения как им, так и нашим болельщикам за то, что мы не сможем участвовать в гонках в этом году.
сделать это в короткие сроки, необходимые после того, как средства по контракту не поступили и глобальный экономический спад.Однако, хотя мы все невероятно разочарованы тем, что это решение пришлось принять в краткосрочной перспективе, мы по-прежнему позитивно относимся к будущее серии W в долгосрочной перспективе. Документально подтверждено, что женский спорт получает гораздо меньше финансирования, чем его мужской аналог, и серия W не является исключением. Мы невероятно благодарны за Помощь и поддержка, которые мы получили в последние недели после новостей о финансовых трудностях, с которыми мы столкнулись, ускорили наш процесс сбора средств и вселили в нас большой оптимизм, поскольку мы смотрим в 2023 год и далее».
Закрытие сезона делает Джейми Чедвик чемпионом третий сезон подряд. Чедвик недавно тестировал автомобиль Indy Lights для Andretti Autosport. Чедвик доминировал в серии практически от начала до конца, выиграв 11 раз и 18 раз поднимаясь на подиум в 20 стартах карьеры за сезоны.
Этот контент импортирован из Twitter. Вы можете найти тот же контент в другом формате или найти дополнительную информацию на их веб-сайте.
𝟯 𝗫 𝗪 𝗦𝗘𝗥𝗜𝗘𝗦 𝗖𝗛𝗔𝗠𝗣𝗜𝗢𝗡 🏆
Четыре поула, пять побед, @JamieChadwick провел потрясающий сезон.
Сегодня мы празднуем легендарный год Джейми, заслуженного чемпиона. 👏#WSeries pic.twitter.com/Geh7ieNj2x
— Серия W (@WSeriesRacing) 11 октября 2022 г.
Единственная американская гонщица серии W Хлоя Чемберс в прошлом месяце тестировала болид Формулы-3 на автодроме Невер-Маньи-Кур во Франции. 18-летний гонщик Jenner Racing занял 17-е место в зачете пилотов серии W. В этом сезоне она была товарищем по команде Чедвика.
Этот контент импортирован из Twitter. Вы можете найти тот же контент в другом формате или найти дополнительную информацию на их веб-сайте.
Небольшой взгляд за кулисы теста #F3 Хлои Чемберс и Нереи Марти 🤏👀
Субботу дуэт провел, знакомясь с техникой на второй день в Маньи-Кур 💪#F3Testing pic.
— Формула 3 (@FIAFormula3) 18 сентября 2022 г.
twitter.com/UjfYBRnf7S«Хотя мы еще не в состоянии сделать официальное объявление, продолжается много позитивных разговоров, и все стороны разделяют нашу страсть и веру в нашу миссию по предоставлению нашему невероятному количеству женщин-водителей платформы для демонстрации их талантов. и участвовать в гонках перед восторженными болельщиками по всему миру», — сказал Мьюир. «Мы делаем все возможное, чтобы обеспечить долгосрочное финансовое благополучие нашего бизнеса, и мы с нетерпением ждем дальнейшего роста и успеха W Series.
«Создав W Series в 2018 году, я привык к неустанной работе, которая не только поддерживает наш бизнес, но и привлекает средства и спонсорство для дальнейшего развития нашего бизнеса, поддерживая наших талантливых водителей и трудолюбивых рабочий персонал, который вложил свое сердце и душу в развитие серии W и нашу миссию. Мы благодарны за постоянную поддержку нашей невероятной и растущей фан-базы и надеемся поделиться позитивными новостями о будущем серии W в ближайшие недели».