什么是质量你如何理解(如何理解质量的概念)

导语：如何理解什么是质量（续）

看了上一篇文章《用物理与化学融合课程去认识什么是质量》，有人却不以为然，说质量概念很简单，借用重量然后去掉重力的影响（除去那个重力加速度g）不就得到了质量，比如，我往台秤上一站测得体重为70公斤，这就是我的质量！用数学去绕一大圈，人都绕晕了，简直是多此一举！

如果行得通的话，用物理实验去验证的确比数学推导来得简单得多、容易得多、直观得多。还有，很多时候从总体去看也确实能够把一个概念理解到八九不离十：

1）分子组成某个物质后，只要分子不跑，它不增不减，质量就不变。

2）天平一端盛放的是盐，另一端放的是铜材质的砝码，天平达成了平衡时，不管盐和砝码的铜两种材料的分子多大多小、分子的质量多“重”多“轻”、甚至它们的分子数量哪个多哪个少，总之它们的质量是相等的，至于分子与分子的间隙、晶体之间的间隙大或小，更没必要去了解。

但是，出现如下的情况可能就有些迷惑了，

1）地上的一滩水（假定1公斤）被太阳一晒、风一吹，它们变成水蒸气升到空中去了，原来的1公斤水都变成水蒸气后有没有变轻，如果没有变轻，那它为什么会跑走？

2）水变成冰时体积为什么会增大？

3）之前讲到铁分子Fe的相对质量是56，水分子H2O是18，比值约3倍多一点；而铁的密度是7.8公斤每升，水的密度是1公斤每升。假定水分子与铁分子的大小相同，组成水和铁分子之间的间隙也相同，铁的密度应该比3公斤每升多一点才对；但事实上铁的密度是3的2.6倍，为什么？

问题提出来后，思考问题的视角——思路才是解答问题的关键所在，那就是从微观角度，理解了组成物质的分子是怎么回事，分子又怎么影响了质量和密度，这些问题可以引刃而解。

答1）问：水变成水蒸气，分子质量不变且分子数没有减少，所以质量并没有减少哪怕一丁点。它之所以会升到空中，是因为水蒸气分子H2O相对质量只有18，比空气中的氮气N2（相对质量28）和氧气O2（相对质量32）都轻，就像在水里一样，水蒸气分子会受到来自周围空气的浮力而往上往天空升腾，这种现象叫与传递热量时的空气对流模型是一致的。

答2）问：先不回答问题，举一个例子，一节火车车厢全是站位，一种方法是让人整整齐齐地排列往里面装；另一种是只要有空隙就往里塞人，哪种方式车厢可容纳的人多？真有可能是第二种方式容纳的多，大家也许不同意：水结冰后变成了晶体，相当于把微观的小如分子的“人”排列整齐了往空间里装，实际上会多一些空隙导致体积得增加百分之十几。而水作为流体渗透性很强，能够被填的非常紧密，看来液态水分子之间的间隙其实非常之小，比固态还小，有可能最小。

这就容易理解古今的伟人们爱把老百姓比作水了，无论是载舟的水，还是汪洋大海的水，太顺了，还自觉地缩小活动空间，都不需要使什么劲，必要时这个有限的空间里幸许还能再装一装更多的。争取个体都组成晶体，基本空间有保障；成了水蒸气，空间更是大得可以自由飞翔。

答3）问：沿着问题的思考方向，我们继续隔离影响因素，这次只假定水分子与铁分子中的间隙所占的空间比例是相同的，只能得出的结论是，铁分子比水分子的质量大，约3倍，其个头还小，相当于只有水分子的2.6分之一，最终达到7.8倍水的密度的结果。

注：实际上铁在微观上由铁分子（也是铁原子）排列成晶体结构，然后由晶体结构结合在一起组成了我们看到的铁，有可能铁分子之间的间隙所占有的空间比率略大，就像冰比水分子之间的间隙更大一样；

当然，也可能铁分子Fe之间的间隙可能更小，导致实际占用空间小的缘故。初步判断这个解释与事实不符，要去验证可以通过做物理实验，正是这种好奇心是探索客观物理世界的动力源泉。

在此文中对质量与密度的认识探究中，大概会有这样的体会，用数学逻辑去思考去探究物理问题，可以找到有价值的思考方向，就像用理论指导实践一样，至于哪个推断是正确的，可以用物理实验结果来评判，实践也可以反过来修正理论。

给我几天时间，下次准备详细探讨《水蒸气怎么凝结变成了雨》。

能够学习本身就是不小的突破，也可扩大舒适圈，获得更大的自由！

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