質量守恆定律發展史

2021-01-20 初中化學滿分助手


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 經過九年級上冊的學習,同學們對化學這門學科已經有了初步的了解。化學是一門神奇的學科,它的發展歷經磨難,是許多偉大先賢智慧的結晶。化學的發展中最為重要的發現就是關於——質量守恆定律的發現。質量守恆定律的發現讓化學這一門學科從實驗學科過渡到實驗加理論相結合的一門學科。奠定了化學學科高速發展的基礎。今天我們就一起來看看關於質量守恆定律的發展史,一起來感受古代先賢們的智慧。

1.  德謨克利特物質不滅理論

公元前460~前371年古希臘唯物主義哲學家德謨克利特曾說過,無中不能生有,任何存在的東西都不會毀滅掉。這就是質量守恆定律最早期的雛形。德謨克利特理論雖然沒有經過實驗證明,但他從物質的本質上分析了物質只是在變化,永遠不會消失,也不會自我創造。

原子唯物論學說的創始人之一

2.  波義耳「燃素」學說

1673年英國化學家波義耳進行加蓋密封煅燒混合金屬,然後打開杯蓋,外面空氣進入,「金屬重量增加。」他對金屬煅燒而加重的解釋表達為:金屬+火微粒=煅灰。

由於時代知識的限制波義耳無法進行更加深入的研究,於是他就根據自己試驗數據,創造提出了「燃素」說,燃素說雖然不是正確的,但也為後來質量守恆定律的發現打下了基礎。

 

英國化學家波義耳

3.  羅蒙洛索夫——宏觀質量守恆定律

1756年俄國著名化學家羅蒙諾索夫延續波義耳實驗;在不開啟玻璃瓶進行煅燒稱重,發現金屬已煅燒成煅灰,但金屬重量無改變,他斷定金屬在敞開的容器中煅燒是由於金屬與空氣結合才是重量增加的。否定了波義耳的「燃素說」。1706年發表的《論物體的固性和液體》一文指出:在自然界中發生的一切變化,若在某處有某量的物質減少,則在其他的地方就有同量的物質增加。

羅蒙諾索夫的實驗推翻了「燃素說」,並在宏觀意義上給質量守恆定律下了一個定義,這個定義就是質量守恆定律雛形。


 

羅蒙諾索夫

4.  拉瓦錫——質量守恆定律的形成

1774年化學之父拉瓦錫通過氧化汞的分解實驗;即45份質量的氧化汞加熱分解,恰恰得到41.5分質量的金屬汞和3.5份質量的氧氣,於是他得出了參加反應的物質總質量在反應前後都是相等的。之後拉瓦錫提出「無論是人工的或是自然的作用都沒有創造出什麼東西。物質在每一化學反應前的數量等於反應後的數量,這可以算是一個公理。」——質量守恆定律的形成。

拉瓦錫的氧化汞分解實驗,在定量上給予了質量守恆定律數據理論,為質量守恆定律提供了實驗室數據根據。他還在化學反應方面給質量守恆下了精確的宏觀定義,這個實驗象徵著質量守恆定律的形成。

拉瓦錫

5.  愛因斯坦——質能守恆定律

20世紀世界最偉大科學家之一的愛因斯坦發現了狹義相對論,他指出,物質的質量和它的能量成正比,可用以下公式表示:E=mc2式中E為能量;m為質量;c為光速。以上公式說明物質可以轉變為輻射能,輻射能也可以轉變為物質。這一現象並不意味著物質會被消滅,而是物質的靜質量轉變成另外一種運動形式。所以20世紀以後,這一定律已經發展成為質量守恆定律和能量守恆定律,合稱質能守恆定律。

愛因斯坦利用前人打下的質量守恆定律的思想基礎,結合物質反應過程中能量與質量變化相結合,提出了質能守恆定律,這是對於質量守恆定律進一步的完善。

愛因斯坦

6.  現代化學——分子原子

而如今進入到21世紀,隨著科技的不斷發展,質量守恆定律也從宏觀發展到微觀本質。現代科學家用原子—分子論觀點來看:化學反應的實質是就得分子分裂成原子,原子又通過重新組合形成全新的分子,而這一過程,原子本身是不被消耗的,即原子在這一過程中數目,種類,質量都不會發生變化,所以在這個反應體系中沒有質量損失,體系總質量不變。

隨著現代科技的發展,人們慢慢接觸了微觀分子—原子世界。現代分子—原子理論從微觀世界的角度揭露了質量守恆的本質,從此質量守恆定律不再神秘。

質量守恆定律是古代化學家們一步一個腳印,經過千萬次試驗後才總結得出的偉大定律。同學們在學習質量守恆定律的同時,也要學習古代先賢們腳踏實地,不斷探索的精神。把這種精神運用到日常學習生活當中,你離成功也將更進一步。

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