一斤水溶一斤盐,最后重量是二斤吗?为什么?

腼腆的鸡蛋


一斤水+一斤盐=?

有个故事是爸爸和上小学女儿的对话,爸爸说:一斤棉花和一斤铁哪个重?女儿:一样重。女儿说:一斤盐和一斤水哪个重?爸爸:一样重。那女儿又问:如果把一斤盐倒进一斤水中,一共重多少?爸爸回答:两斤,不对一斤还是一斤多?那么一斤盐溶于一斤水中到底重多少呢?


如果是质量守恒即化学反应中反应物的质量等于生成物的质量,不需要考虑溶解过程中的热量散失引起的质量变化,那么就是跟数学问题1+1=2。

因此一斤水溶于一斤盐就是二斤,不会多一两也不会少一两。


它就是Q=500g+500g=1000g。如果是溶解过程的话,正常情况下,这斤盐放入水中,大概只会溶解180克,也就是3.6两,还剩下的6.4两盐将不能溶解,因为一斤水只能溶180克的盐,那么一斤水溶于一斤盐最后得到的盐水肯定就不是二斤了,而且还要考虑到一切温度高于绝对零度的物体都会对外散发热辐射,那么最后的水的质量就要比两斤少一些了。


还有就是化学反应的角度上来说,化学反应不是两种物质简单相加就能保持总量不变那么简单了,因为化学反应会产生新的物质,新的物质有的活泼,有的不活泼,有的看得见,有的看不见,那么到底是1+1=2,还是1+1大于或者小于2,可以说,这三种情况都可能出现。


一斤水溶于一斤盐到底有多重?这个问题说简单不简单说难不难,就看我们从哪个角度思考,1+1大于或者等于小于2都有可能。


星球上的科学


一斤水溶一斤盐,最后重量是二斤吗?为什么?

我们知道1+1=2;一斤水和一斤盐会不会等于两斤呢?

用一斤水来溶一斤盐,当盐倒入水中,会发生溶解的反应,最后不管得到的是什么?总质量都是两斤,因为化学告诉我们质量是守恒的,物质是不灭的,最终物质的原子还是原来的那么多,不会增加,也不会减少,质量守恒定律,说任何变化,包括物理变化,化学变化和核反应都不消除物质,只改变了物质的原有形态和结构,所以应该你叫做物质不灭定律。



科学迷妹24837957


其实这个问题要比一般人想象中的要复杂得多,涉及到质能方程,热力学,饱和溶液等相关知识,饱和度的问题,我们先暂且放一放,因为并不影响最终结果,我们就先举例子来说,然后最后做一个总结。

封闭的系统

首先,我们要搞清楚,水和盐以及盛放它们的容器实际上是一个系统。但同样是系统,实际上也有不同的。如果,整个容器是封闭的,与外界是隔绝的,也就是说,和外界没有任何能量的交换,更不会出现能量向外逃逸的情况

那这个时候,你放系统里面放了多少东西,质量都会是它们的加和,一斤水和一斤盐是如此,即使你放可以反应的东西,比如:钠和水。那这个时候,质量还是不会变的,即使放出了很多热,但由于它并没逃逸出来,所以就不会变。如果你往系统里面放一颗原子弹把它引爆,同样的,质量也不会减少。那具体是因为什么呢?我们下面会详细讲到。

不封闭的系统

但是,我们要知道的是,绝热系统是不可能存在的,上面的只是一个思想实验。一般来说 ,我们在容器里放上水和盐,那整个系统的质量一定不会是2斤,而是在小数点十多位开外有个极其小的变化。

之所以有这样的变化,一共有三种可能性,第一种:外界的温度比系统的温度高。那这个时候,由于热传导的存在,系统会像外界吸收一部分的热量,于是,质量自然就多了。这其实和把两杯温度不同的水放到一起,最后变成一个温度是一个道理。我们在桌上放上一杯水,最后的温度就是会趋近于空气的室温。

同样的道理,如果外界的温度低于容器内溶液的温度,那这个时候就是在外热。整个系统的质量就会降低。

所以,开放的系统,只有三种情况,一种是从外界获得能量,质量上升。一种是向外界释放能量,质量下降。第三种,其实就是正好巧了,可能是吸收的能量和放出的能量正好是一致的,所以,质量不多也不少。

质能方程

可能你已经在纳闷了,为啥吸收热量就会质量上升,放出热量就会质量下降。我们还会核弹,比如说:氢弹。氢弹爆炸的整个系统其实就是开放的,不是隔绝的。

所以,很多人会说,氢弹爆炸前后,有0.7%的质量亏损,这部分质量转化为了能量释放出来。实际上,这种说法是错误的。0.7%的质量就是质量,它只是还有能量的属性,如果你能称量这部分,就能知道它是具有质量的。而这个看法其实就来自于爱因斯坦的质能方程E=mc^2,我们也叫做质能等价。

意思就是说,质量还有能量,能量还有质量,它们并不是转化关系,一样东西的两个面。

所以,我们第一个例子中,由于是封闭系统,所以无论里面发生了什么,都不会发生质量改变。而第二个是不封闭的系统,这时只要向外放热,质量就会减少,从外面系统,质量就会上升。而质量等价理论的相关实验,其实也已经被实验所证实,并且被广泛使用,尤其是大型对撞机寻找粒子时,就是以这个理论为前提假设。

我们日常生活中之所以察觉不到,主要就是

因为它的变化只是太过微小,都是在小数点十多位后才有些许的改变。因此,察觉不到本身是正常的,但科学家已经通过精密地仪器测量出这个微小的差异。

所以,对于任何情况来说,不管发没发生反应,质量守恒是对,能量守恒也对的,质能守恒还是对的。


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只要没有发生核反应,那就不会有质能转换,质量就不会损失,质量守恒定律就成立。



一斤盐溶于一斤水,本质上就是一个化学反应,即:

NaCl =(Na+ )+ (Cl-)

也就是氯化钠在水溶液中完全电离的一个过程,这个过程没有发生核反应,原子种类和数量没有任何改变,所以说一斤盐溶于一斤水后,质量就是2斤。

只不过这里有个情况要注意一下,就是氯化钠并非可以无限溶于水中。任何物质的溶解都有一个溶解度的问题。常规条件下,氯化钠在水溶的溶解度为180g/斤,所以说,一斤水中,只能够溶解180g的氯化钠。如果我们把一斤盐假如一斤水中,那么会得到680g盐水,加上320g的食盐。不过即便是这样,体系的总质量仍然是2斤,即1千克。



当然了,如果题目问的是溶解后,得到的溶液中多少,那么这里就得考虑上面说的溶解度,答案是680g,而非2斤,这里就是一个脑筋急转弯。

还有人更较真,说氯化钠溶解过程是放热过程,因此会导致水蒸发加快和部分质量损耗。不过,这种减小最多也仅仅是毫克级别,连称量一斤氯化钠和一斤水的误差大都没有,因此可以忽略不计。所以,此题的标准答案就是2斤。


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在这种情况下,水和盐以及盛放它们的容器实际上形成了一个系统。

如果这个系统是封闭的,最后重量是二斤;

如果这个系统是不封闭的,最后重量不一定是二斤。

科学解释:

在常温也就是20摄氏度的情况下,盐的溶解度是36g。也就是500g水中最多只能溶解180g食盐,最终获得饱和食盐水!另外320g无法溶解的盐,只能沉到溶液的底部,以Nacl晶体的形式存在水中。

一、封闭的系统

在封闭的绝对理想情况下,与外界是隔绝的,是绝热的。也就是说和外界没有任何能量的交换,更不会出现能量向外逃逸的情况。这个时候,你往这个系统里面放了多少东西,质量都会是它们的加和。

一斤水溶一斤盐,最后重量必定是二斤。你就是往这个系统里放一颗原子弹,并把它引爆,质量也不会减少。

二、不封闭的系统

在不封闭的系统下,根据质能方程式,我们知道质量和能量可以相互转化的。

这个时候就会出现三种情况:

1、外界的温度>容器内溶液的温度

由于热传导的存在,系统会向外界吸收一部分的热量,质量自然就多了,最后重量会大于二斤。

2、外界的温度

同样由于热传导的存在,系统会向外界释放一部分的热量,质量自然就少,最后重量会小于二斤。

3、外界的温度=容器内溶液的温度

这个情况下,容器内外能量均恒,热量不会传导,质量不多也不少,最后重量会就是二斤。

结语:

在日常生活中,这种重量的变化在小数点十多位后,太过微小,基本上是察觉不到。


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最近遇到了好几个关于把一斤盐放进一斤水的问题。本人在家经常腌咸菜,看到这个问题来凑个热闹吧!

首先可以肯定的是一斤盐放到一斤水里面,最后的重量就是二斤啊!因为一加一等于二嘛,没毛病。但是如果让我腌咸菜,我一般不会这么做,水和盐的比例一比一,有些浪费盐啊。咱们来聊聊关于盐的溶解方面的知识吧。

食盐是我们生活中必不可少的调味品,离开了盐,食物就没有了滋味。食盐的主要成分是氯化钠。如果我们把食盐放到水里面就会发现盐化了。它消失了不见了。如果我们这时候尝一尝水的味道,就会发现水带咸味了。其实这个现象大家都知道,这就是溶解。在这个现象中,水是溶解了盐叫溶剂;盐溶于了水叫溶质。

如果我们觉得水不够咸,那我们就继续往水里面加盐。这时你我们会发现越来越多的盐被溶解了。但是当我加到一定程度的时候就会发现加进去的盐不能在被水继续溶解了。原来一定量的水溶解的盐的质量是一定的。这就像一个人吃了三个面包就吃饱了,你却让他再吃第四个,无论如何他也吃不下去了。这个时候我们就得到了食盐的饱和溶液。

在一定的温度下,固定质量的溶剂只能溶解固定质量的溶质。例如,在常温(20℃)情况下,100克水中最多只能溶解36克食盐(氯化钠)。而在室温20℃的情况下,每100克水中溶解了36克的食盐就叫做食盐的溶解度。

我们在回到问题中,这么看来一斤水溶一斤盐的说法不准确,一斤水(也就是500克水)是溶解不了一斤盐的,它最多只能溶解180克食盐,剩下的那320克盐没有溶解,而是沉到了水底。如果我们说,一斤盐放到一斤水中能得到多少盐水啊?现在我们就知道了,我们得到了680克的盐水(食盐溶液)。这是一斤三两六钱盐水。

看来,腌咸菜也是需要科学知识的!朋友是怎么看的呢?


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一斤水里面放进去一斤盐,最后重量是不是两斤呢?这很明显是一个一加一是否等于二的问题,就这个问题来说,最后重量的确是两斤。

早在中学化学我们就学过,化学反应前后,物质的总质量是不变的,盐溶解于水中,自然是化学反应,既然是化学反应,那么反应物和生成物的质量是相等的,盐溶解于水,所得反应物就是Nacl溶液,也没有额外的气体产生,所以生成物的质量和反应物的质量是一样的,都是两公斤。

不知道为什么会有人提出这样的问题,这是在考我们1+1=2是否正确这个问题吗?很显然,至少在这个问题中,1+1=2没有任何毛病。不过呢,考虑到一斤水实际上在常温下是无法完全溶解一斤盐的,所以最终盐溶液的质量,肯定是要小于两斤的。对于食盐来说,在常温下,它的溶解度是有限度的,盐并不能无限溶解于一斤水之中,在常温也就是20摄氏度的情况下,盐的溶解度是36g。

盐的溶解度是36g那就意味着100g水里面最多只能溶解36g盐,对于一斤水来说,它最多可以溶解360g盐,所以说啊,如果把一斤盐放进一斤水里面的话,盐是无法完全溶解于溶液之中的,大多数无法溶解的盐,只能沉到溶液的底部,以Nacl晶体的形式存在。但是对于这个体系而言,最终的质量还是2斤,这是绝对正确的,根据质量守恒定律,化学反应前后物质的总质量相等。



不过如果真要钻牛角尖的话,这个说法也并非完全没有问题,根据质能方程式我们知道,质量和能量可以相互转化,甚至在某种程度上,我们可以说,质量和能量是同种性质的东西,所以呢,在食盐溶解于水的过程中,实际上是要放出热量的,那么这个能量从何而来呢?当然是由物质转化而来的,不过这个物质的质量实在是太小太小了,在宏观世界中,这完全是没有必要计算进来的,实际上,极为微小的质量变化的确是存在的。


镜像科普


“一斤水溶一斤盐,最后重量是二斤吗?”当然是两斤了,这不就是一加一等于二的问题么?设想一下,把一斤水放到秤上,再往水里加一斤盐,最后秤的读数肯定是两斤的,这是化学中很基本的质量守恒定律,如果一定要找一下漏洞,也未尝不可。

溶解度的问题

一斤水溶一斤盐,这就涉及到溶解度的问题,虽然题目只问了最后的重量,但是如果着重考虑“溶”这个字的话,会让人以为这个问题有一个坑,那就是盐溶液的重量。盐溶于水必然涉及到溶解度,常温常压下,每一百克水大约可以溶解36克盐(氯化钠),换算一下,一斤水大约只能溶解180克盐,那么一斤水溶一斤盐后得到的饱和盐溶液大概只有680克。


盐的问题

通常一提到盐,我们都会联想到经常吃的食盐,也就是氯化钠,但是在化学中,广义的盐是指金属离子或者铵根离子与酸根离子与非金属离子结合的化合物,这就表明盐的种类非常繁多,除了氯化钠外,氯化钾、硫酸钠、硝酸钙、氯化铁等等都属于盐,而这些盐的溶解度是不同的,比如常温常压下氯化钾的溶解度就小于氯化钠,除了这方面,有些盐在溶于水时也会产生某些气体,气体的挥发必然也会导致总重量的下降。

质量守恒定律有局限性

质量守恒定律是指在化学反应中,反应前各物质的总质量与反应后生成物的总质量相等,但是随着科学的发展,当质能公式提出后,人们发现质量与能量其实是想通的,一部分质量对应一部分能量,从这个角度来看,化学反应中的热量变化就会导致质量不在守恒,为了纠正这一点,科学家把质量守恒定律与质能方程结合到一起,提出了更为完善的质能守恒定律。

在盐溶于水的过程中,必然涉及到热量的变化,那就一定会产生质量的变化,所以从这个角度来看,一斤水溶解一斤盐最后的重量肯定不是两斤,当然对于本题中而言,这种热量变化带来的质量差异是非常微小的,甚至目前最精确的测量仪器都无法测量出这部分差异,相较于核反应中的质量变化,化学反应中的质量变化是非常微小的,由化学反应产生的质量亏损只有总质量的千亿分之一到十亿分之一。

结语

对于我们普通人来说,一斤水加一斤盐肯定是两斤,如果非要“杠精”一下,那就比较复杂了,不累吗?

感谢浏览,我是漫步的小豆子,科学之旅,并肩前行,欢迎关注。(图片来源于网络)


漫步的小豆子


这个问题的答案取决于从哪一个角度来回答。

第一种情况,如果是考虑最后的总质量,用一斤水来溶一斤盐,最后不管得到的是什么,总质量都是两斤。因为中学化学告诉我们,质量是守恒的,物质是不灭的。组成最终物质的原子还是原来那么多,不会增加也不会减少。

第二种情况,如果是考虑最后所得溶液的质量,那么,结果将取决于是哪种盐。如果是食盐(氯化钠),在常温常压下,它在水中的溶解度为35.9g/100g。因此,一斤水只能溶解3.59两的食盐,所以最终得到的是饱和食盐水,总质量为1斤3.59两,还有6.41两的固态食盐没有溶解掉。

如果把盐换成硝酸银,在常温常压下,这种银盐在水中的溶解度可达220g/100g,远高于氯化钠。因此,一斤的水可以完全溶解一斤的硝酸银,最终得到的是两斤不饱和的硝酸银溶液。

第三种情况,根据狭义相对论的质能方程(E=mc^2),质量和能量并非真正意义上是守恒的,只有质能才是绝对守恒的。物体所蕴含的固有能量与其质量是等价的,质量在一定在条件下会转化为能量,比如核聚变反应,而能量反过来也会转化为质量,比如布莱特-惠勒过程。无论什么过程,质能总和始终维持不变。

对于大部分的盐,它们在溶于水的过程中会放出热量,以电磁波的形式辐射出去。由于体系的总能量下降,所以混合后的总质量其实会降低,小于两斤。另一方面,诸如氯化铵这样的盐溶于水时会吸热,这会导致混合后的总质量升高,大于两斤。

只是这种能量变化非常小,使得我们完全可以忽略质量的变化。事实上,即便是对于化学反应,也不需要考虑质能转换的问题。只有核裂变、核聚变和正反物质湮灭,才需要质能方程的介入。


火星一号


在这种情况下,水和盐以及盛放它们的容器实际上形成了一个系统。如果这个系统是封闭的,最后重量是二斤;如果这个系统是不封闭的,最后重量不一定是二斤。

在常温也就是20摄氏度的情况下,盐的溶解度是36g。也就是500g水中最多只能溶解180g食盐,最终获得饱和食盐水!另外320g无法溶解的盐,只能沉到溶液的底部,以Nacl晶体的形式存在水中。


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