La massa è una proprietà fisica che indica la quantità di materia che ha un corpo o una particella. Grazie ad esso possiamo interagire con il nostro ambiente, e non importa quanto piccoli o trascurabili possano sembrare gli atomi o le particelle, la coesione tra loro moltiplica i suoi effetti fino a diventare tangibili.

Tutti gli oggetti hanno una massa associata; alcuni sono leggeri o senza peso, mentre altri sono massicci o massicci. Fisicamente la massa racchiude molti segreti, oltre a numerose e intrecciate definizioni. D'altra parte, chimicamente non è altro che una misura di cui tenere conto quando si effettuano sintesi industriali o analisi gravimetriche.

La massa di questa tartaruga di pietra è la stessa indipendentemente dalla sua posizione nell'Universo e dalla forza di gravità che sperimenta. Fonte: fotoerich tramite Pixabay.

Allo stesso modo, la modalità e le formule utilizzate per calcolare la massa variano a seconda del fenomeno considerato (gravitazionale, elettromagnetico, inerziale, quantistico, ecc.); ma alla fine, il suo valore sarà sempre lo stesso, poiché è una costante in qualsiasi punto dell'Universo (a meno che nel processo una parte non venga trasformata in energia).

Elettroni, protoni, neutroni, atomi, molecole, pianeti, stelle e galassie hanno un valore di massa costituito da vari tipi di materia. Dove e come ha avuto origine sono domande che la fisica dedica costantemente a indagare le sue risposte.

Concetto

chimico

Chimicamente, la massa è la quantità di materia che possiede una certa sostanza o composto. Non ha più rilevanza della concentrazione o del riconoscimento molecolare per quanto riguarda le reazioni catalitiche o nello sviluppo di materiali mesoporosi; ma sì nell'esecuzione di queste, delle interazioni intermolecolari e delle loro proprietà fisiche. In un laboratorio, la massa viene misurata con una bilancia o una bilancia.

Fisico

Sebbene fisicamente il concetto sia in linea di principio lo stesso, il modello di massa ha caratteristiche notevoli in tutte le sue leggi. Ad esempio, la sua definizione secondo la seconda legge di Newton, consiste nella resistenza che un corpo oppone a subire un'accelerazione sotto l'azione di una forza.

Più massiccio e "pesante" è questo oggetto o corpo (una balena), più difficile sarà accelerarlo in una direzione nello spazio. L'opposto accade con i corpi leggeri (un portafoglio).

Inoltre, la massa è intesa come misura di quanto un corpo interagisce con un campo gravitazionale e di quanto il primo può deformare il secondo. È qui che entra in gioco ciò che è noto per peso, la differenza di peso dello stesso oggetto su vari pianeti o regioni del Cosmo.

La massa è anche il risultato, più attualmente, delle interazioni o affinità che le particelle sperimentano per il campo di Higgs che circonda l'intero Universo.

Proprietà dell'impasto

La massa è una proprietà estesa, poiché dipende dalla quantità di materia, espressa in unità di grammi (g) o chilogrammi (kg). È costante fintanto che non si avvicina alla velocità della luce, quindi non importa quanto sia grande il campo (gravitazionale, elettronico, magnetico, ecc.) Con cui lo sperimentate.

Oltre a questo, è una quantità scalare e una delle sette quantità fondamentali. La massa consente alla materia di esistere come tale e di esibire tutte le sue caratteristiche studiate dall'analisi fisica o chimica.

La massa più piccola nota per quanto riguarda la chimica è quella dell'elettrone (9,1 · 10 ^-31 kg). Si preferisce che tutti gli atomi a causa della loro massa molto piccola siano espressi in termini di unità di massa atomica (amu), i cui valori numerici sono uguali a grammi usando il concetto di numero e moli di Avogadro.

Le proprietà della massa in chimica non sfuggono al convenzionale; mentre in fisica i nuclei atomici della materia possono decomporsi rilasciando quantità abissali di energia, il che porta a disobbedire alla legge di conservazione della massa.

Formula per massa e come viene calcolata

Fisicamente

A seconda del sistema e delle leggi che li governano, la massa può essere calcolata da diverse formule. Ad esempio, per quanto riguarda la fisica newtoniana, la massa viene calcolata misurando l'accelerazione che un corpo acquisisce sotto una forza misurabile:

m = F / a

Conoscere il peso e l'accelerazione generata dalla gravità:

m = W / g

O l'energia cinetica dell'oggetto:

m = 2E _c / v ²

Un'altra alternativa è semplicemente conoscere la densità dell'oggetto e il suo volume:

m = dV

In questo modo, la massa di un corpo si calcola facilmente moltiplicando la sua densità per il suo volume, nel caso in cui non possa essere posizionato su una scala.

chimicamente

Per quanto riguarda la chimica, le masse vengono sempre determinate utilizzando una bilancia dopo o prima degli esperimenti; anche quando questi non sono essenzialmente gravimetrici.

Tuttavia, è abbastanza comune calcolare la quantità di un reagente che deve essere pesata sulla bilancia per ottenere una certa quantità di moli o una concentrazione delle stesse una volta sciolta in un solvente. Abbiamo:

M = m / n

Dove M è la massa molare, m la massa della specie e n il numero di moli. Ma è anche noto che la molarità è:

c = n / V

Essendo noto il volume V della soluzione da preparare, nonché la sua concentrazione c, si calcola n e si sostituisce nella formula della massa molare per ottenere la massa del reagente da pesare.

Esempi

Massa di titanio

C'è un campione di titanio con un volume di 23.000 cm ³ . Sapendo che la sua densità è 4,506 g / cm³, calcola la massa di questo campione.

La formula per la densità è:

d = m / V

Risolvendo per la massa abbiamo:

m = dV

Quindi devi solo calcolare sostituendo le variabili per i valori dati:

m = (4,506 g / cm³) (23.000 cm ³ )

= 103,638 go 103,64 kg

Massa di bicromato di potassio

Si desidera preparare 250 mL di una soluzione di bicromato di potassio, K ₂ Cr ₂ O ₇ , con una concentrazione di 0,63 M (mol / L). Calcolare la quantità di K ₂ Cr ₂ O ₇ pesata sulla bilancia. La massa molare di K ₂ Cr ₂ O ₇ è 294,185 g / mol.

Dalla formula

c = n / V

Rimuoviamo le talpe:

n = c V

= (0,63 M) (0,250 L)

= 0,1575 moli K ₂ Cr ₂ O ₇

Conoscendo le moli che devono essere in quei 250 millilitri di soluzione, usando la massa molare di K ₂ Cr ₂ O _{7 si} determina quanta massa corrisponde a questa quantità di materia:

M = m / n

m = Mn

= (294,185 g / mol) (0,1575 mol K ₂ Cr ₂ O ₇ )

= 46,3341 g

Pertanto, 46.3341 grammi di K ₂ Cr ₂ O ₇ vengono pesati sulla bilancia , sciolti e trasferiti nel rispettivo solvente in un palloncino da 250 mL per essere infine riempiti con acqua.

Massa dei pianeti del sistema solare

• Mercurio (pianeta): 3,302 x 10ˆ23 kg.
• Venere (pianeta): 4,8685 x 10ˆ24 kg.
• Terra (pianeta): 5, 9736 x 10ˆ24 kg.
• Marte (pianeta): 6,4185 x 10ˆ23 kg.
• Giove (pianeta): 1.899 x 10ˆ27 kg.
• Saturno (pianeta): 5,6846 x 10ˆ26 kg.
• Urano (pianeta): 8,6832 x 10ˆ25 kg.
• Nettuno (pianeta): 1.0243 x 10ˆ26 kg.
• Plutone (pianeta nano): 1,305 +/- 0,0007 x 10ˆ22 kg.

Massa di alcuni satelliti del sistema solare

• Luna: 7,349 x 10ˆ22 kg.
• Ganimede: 1,482 x 10ˆ23 kg.
• Io: 8,94 x 10ˆ22 kg.
• Europa (satellite di Giove): 4,80 x 10ˆ22 kg.
• Titano: 1.345 x 10ˆ23 kg.
• Rea: 2,3166 x 10-21 kg.
• Giapeto: 1,9739 x 10ˆ21 kg.
• Hyperion: 1,08 x 10ˆ19 kg.
• Encaladus: 1,08 x 10ˆ20 kg.
• Mimas: 3,752 x 10ˆ19 kg.
• Ariel: 1,35 x 10ˆ21 kg.
• Titania: 3.526 x 10ˆ21 kg.
• Oberon: 3.014 x 10ˆ21 kg.

Massa di abiti

• Muta da sub: circa 20 kg.
• Tuta da vigile del fuoco: tra 10 kg e 25 kg.
• Tuta da astronauta: 130 kg.

Massa degli strumenti di lavorazione del legno

• Martello: tra 600 gr e 2 kg.
• Lime: 100 gr.
• Sega a mano: tra 500 gr e 1 kg.
• Pinze: 500 gr.

Massa della palla

• Pallone pallamano: 450 gr.
• Pallone pallavolo: 275 gr.
• Pallone da basket: 600 gr.
• Pallone da calcio: 400 gr.

Massa di alcune opere architettoniche

• Piramide di Cheope: 5750000 tonnellate.
• Torre Pendente di Pisa: 14.700 tonnellate.
• Torre Eiffel: 7300 tonnellate.
• Statua della Libertà: 225 tonnellate.

Massa media degli esseri umani

• Neonati: 3, 4 kg.
• Bambino di 5 anni: 18 kg.
• Bambina di 5 anni: 17 kg.
• Ragazzo di 15 anni: 47 kg.
• Ragazza di 15 anni: 45 kg.
• Uomo di 30 anni: 73 kg.
• Donna di 30 anni: 58 kg.

Massa media di strumenti musicali

• Chitarra acustica: 2,5 kg.
• Chitarra elettrica: 3 kg.
• Violino: tra 440 gr e 500 gr.
• Violincello: tra i 4 kg e gli 8 kg
• Pianoforte a coda: tra 400 kg e 650 kg.
• Baby grand piano: tra 220 kg e 350 kg.

Massa media dei dispositivi elettronici

• Fotocamera (non professionale): tra 150 gr e 250 gr.
• Cellula: 100 gr.
• Microonde: 16 kg.
• Laptop: tra 1,5 kg e 3 kg.
• Televisore: tra 12 kg e 30 kg.
• Lavatrice: tra 70 kg e 100 kg.

Massa media dei mezzi di trasporto

• Autobus: tra 11400 kg e 18100 kg.
• Automobile: tra 1000 kg e 1300 kg.
• Aereo: 178.750 kg (vuoto) e 397.000 kg (pieno)
• Bicicletta: tra 6 kg e 7 kg.
• Moto: tra 80 kg e 93 kg.
• Skateboard: tra 900 gr e 1.500 kg.
• Treno: tra 40 e 100 tonnellate.

Massa media degli indumenti

• Maglietta: 180 gr.
• Jeans: tra 450 gr e 550 gr.
• Maglione: 350 gr.
• Scarpe eleganti: tra 1 kg e 1,3 kg
• Pantofole: 250 gr.
• Stivali corti: 400 gr.
• Stivali in pelle: 1.500 gr.
• Cintura: 60 gr.
• Calze: 10 gr.
• Sacco di lana: 600gr.
• Cappotto invernale: 800 gr.
• Pullover: 500 gr.
• Leggings: 300 gr.

Massa media di alcuni frutti

• Limone: 40 gr.
• Mango: 200 gr.
• Arancia: 125 gr.
• Pesca: 100 gr.
• Banana: 150 gr.
• Mela: 180 gr.
• Pera: 180 gr.
• Pomodoro: 150 gr.

Massa media di alcune verdure

• Carota: 80 gr.
• Barbabietola: 60 gr.
• Patate: 150 gr.
• Cipolla: 100 gr.

Massa media di alcuni cani

• Bulldog: tra 18 kg e 25 kg.
• Barboncino: 15 kg.
• Carlino carlino: tra 6,3 kg e 10,5 kg.
• Cocker spagnolo: tra 12 kg e 16 kg.
• Dalmata: tra 16 kg e 32 kg.
• Pastore Tedesco: tra 22 kg e 40 kg.
• Lupo siberiano: tra 16 kg e 27 kg.
• Chihuahua: tra 1,5 e 3 kg.