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有关质量守恒定律的探讨
作者:黄成明
来源:《速读·中旬》2014年第04期
摘要:任何一种化学反应,其反应前后的质量总是不变的。物质质量不会增加也不减少,只会由一种形式转变为另一种形式。但是,物体一个物体在作用时需要在密闭的环境下,质量才会相同,若是在大气中,因为和空气反应会使得质量变重。质量守恒定律是大自然中普遍存在的定律之一。
关键词:质量;能量;守恒
本篇论文主要通过探讨质量守恒定律从而进一步来探讨化学反应过程中反应物总质量与生成物总质量之间的关系,开始了从生成何种物质向生成多少物质方面的过渡,引导学生从量的方面去研究化学反应的客观规律,运用化学反应的实质解释和分析质量守恒定律,从微观角度在一切化学反应中各种元素都是质量守恒的。
一门学科最重要的部分是它的历史,因为科学只能给我们知识,而历史却可以给我们智慧,研究古人留下的历史,我们知道他们的生活习惯甚至他么的思想。化学从炼丹,炼金到现在确定的一门学科并发展为现代化学,物质间的定量关系早就吸引了人们的注意力。18世纪时法国化学家拉瓦锡从实验上推翻了燃素说之后,这一定律始得公认。20世纪初以来,发现高速运动物体的质量随其运动速度而变化,又发现实物和场可以互相转化,因而应按质能关系考虑场的质量。质量概念的发展使质量守恒原理也有了新的发展,质量守恒和能量守恒两条定律通过质能关系合并为一条守恒定律,即质量和能量的守恒定律。
在初中的课堂上,教师会借助于实验来帮助学生来理解质量守恒定律,比如说,在底部铺有细沙的锥形瓶口,放入一粒火柴大的白磷。在锥形瓶口的橡皮塞上安装一根玻璃管,在其上端系牢一个小气球,并使玻璃管下端能与白磷接触。将锥形瓶与玻璃管放在托盘天平上用砝码平衡。然后,取下锥形瓶。将橡皮塞上的玻璃管放到酒精灯火焰上灼烧至红热后,迅速用橡皮塞将锥形瓶塞紧,白磷引燃。待锥形瓶冷却后,重新放到托盘天平上,观察天平是否平衡。毋庸置疑,结果是一样的,少数的误差是在许可范围之内的。
在学习质量守恒定律中,老师应该起引领学生的作用,遵循以下几个方面来加深学生的理解:
1. 注重启发学生的参与:在课堂中,学生的参与程度在于老师的引导工作是否做到位,激发学生的学习兴趣,兴趣是最好的老师,只有对这门课产生兴趣,学生才会将精力都投入其中,老师的主导与学生的主体有机结合,让学生自觉的参与到学习过程中,有助于更好的理解质量守恒这个知识点。
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2. 强化理论与实践相结合:在讲解质量守恒定律这堂课中,老师应充分利用现代化的课件设施,在多媒体的教师中,老师可以通过PPT的方式,将探讨质量守恒的实验先演示,动手实践之前,先做好分组工作,明确实验的目的,准备好实验用品和预测好实验产生的效果以及避免实验中发生的危险,同时落实好每个学生都参与到实验中,在实验后,仔细观察实验现象,控制好变量,避免不必要的误差影响实验结果,将数据都记录好之后,就得着手写实验报告了。实验报告是学习过程中最重要的一步,通过实验报告,我们可以计算出初始结果和最后结果,两个结果相比较之后,就可知得知质量是否守恒。理论和实践相结合,将抽象的理论以实验的方式展现在学生的面前,使学生更好的理解质量守恒定律。
3. 关注学生的认知思维:比如说上文提过的通过实验来理解质量守恒定律,在课堂上,我们偏向于做一些简单的实验,将燃着的蜡烛放在天平上,随着蜡烛的的慢慢燃烧,同学们可以发现指针向砝码的一端偏移,从而很自然会激发同学们的强烈的好奇心和求知欲望,大部分的同学就会开始大胆的假设,认为是燃烧产生的二氧化碳与空气中的水分结合等于燃烧完的蜡烛的质量。但是这仅仅是假设,老师通过有关质量守恒定律的解释能够很好地解释这种问题。再通过镁条燃烧试验,在烧瓶中燃烧镁条,让学生很快的发现天平倾斜的原因,再通过创新的装置设计,把培养学生的认知思维放在一个更高的层面上,真正使学生的动手能力提高,认知思维和创新精神得到强化。
探究质量守恒,我们更多的是通过可计量的实验来得到确定的实验数据,所以天平是必不可少的,在实验中,尤其要控制变量,使得实验数据趋近于我们预想的结果,可以避免的误差就坚决不让其出现,误差越小,质量守恒定律就更加的具有可信性,虽然说,化学的前辈得出这个结论,但我们对于每一个结论都可持怀疑的态度,通过自己动手实践来说服自己这是具有真理性的。
质量守恒定律不仅在化学中是存在的,在物理中也是成立的,我们在物理中所知道的能量守恒,其实和化学中的质量守恒定律是一并存在的,比如在实际运动中,高速运动物体的质量随其运动速度而变化,也就是因运动产生的能量使质量发生了变化,这两种守恒定律是自然界普遍的规律。历史上的第三次工业中,创造永动机的愿望没有实现,这是必然的。在自然界中,所有的能力不会凭空产生,也不会凭空消灭,永动机的希望是不提供任何的燃料或电力或其他的能源,妄图使其永远的运转下去,根据能量守恒定律,这是不可能实现的,所以永动机没有问世。通过这个例子,我们从侧面中可以知道,质量守恒和能量守恒在本质上是一样的,也就是说世界上没有免费的午餐,一种能力的产生必然是你付出了其他的代价才可以得到的。
质量守恒定律贯穿了整个现代化学,对化学的实验的探究,所有的都是以质量守恒为前提的。物质不会凭空产生也不会凭空消失,在化学中也是一样的,比如你燃烧燃料,你可以感觉到热量,这说明燃料已转化为了热量,物质从一种形式转化为了另一种形式,符合质量守恒定律。我们每个人都应当拥有一双发现生活的眼睛,发现生活的奥妙,质量守恒是自然界中普遍存在的定律之一,多多观察生活,它可以给我们带来惊喜,课本知识永远都是源于生活。质量
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守恒定律的来源,我们在本篇文章就已介绍,所以,对该定律的探讨,将课本上学到的知识,学以致用,从生活经验中便可以得到。