La massa és una propietat física que indica la quantitat de matèria que té un cos o una partícula. Gràcies a ella podem interaccionar amb el nostre entorn, i per petit o menyspreable que semblin els àtoms o les partícules, la cohesió existent entre ells multiplica els seus efectes fins a tornar-tangibles.

Tots els objectes tenen una massa associada; uns són lleugers o ingràvids, mentre que altres són massissos o màssics. Físicament la massa guarda molts secrets, alhora que nombroses i compenetrades definicions. En canvi, químicament no és més que una mesura a tenir en compte a l'hora de fer síntesi industrials o en les anàlisis gravimètrics.

La massa d'aquesta tortuga de pedra és la mateixa indistintament de la seva posició en l'Univers i de la força de gravetat que experimenti. Font: fotoerich via Pixabay.

Així mateix, varia la manera i les fórmules utilitzades per calcular la massa depenent de l'fenomen considerat (gravitacional, electromagnètic, inèrcia, quàntic, etc.); però a la fi, el seu valor serà sempre el mateix, ja que es tracta d'una constant en qualsevol punt de l'Univers (a menys que en el procés una part es transformi en energia).

Els electrons, protons, neutrons, àtoms, molècules, planetes, estrelles i galàxies presenten un valor de massa compost per diversos tipus de matèria. D'on i com es va originar són preguntes que la física constantment es dedica a indagar les seves respostes.

concepte

químic

Químicament la massa és la quantitat de matèria que posseeix una substància o compost determinat. No té més rellevància que la concentració o el reconeixement molecular pel que fa a reaccions catalítiques o en el desenvolupament de materials mesoporosos; però sí en el rendiment d'aquests, les interaccions intermoleculars i les seves propietats físiques. En un laboratori la massa es mesura amb una bàscula o balança.

físic

Si bé físicament el concepte és en principi el mateix, la massa pauta notables característiques en totes les seves lleis. Per exemple, la seva definició d'acord amb la segona llei de Newton, consisteix en la resistència que un cos oposa de patir una acceleració sota l'acció d'una força.

Com més massís i "pesat" sigui aquest objecte o cos (una balena), més difícil serà accelerar en una direcció de l'espai. El contrari passa amb els cossos lleugers (un portafoli).

A més d'això, s'entén per massa una mesura de què tant interacciona un cos amb un camp gravitatori, i quant el primer pot deformar a el segon. És aquí on entra el que es coneix per pes, la diferència de pes d'un mateix objecte en diversos planetes o regions de l'Cosmos.

La massa també és el resultat, més actualment, de les interaccions o afinitats que experimenten les partícules pel camp de Higgs que envolta l'Univers sencer.

Propietats de la massa

La massa és una propietat extensiva, ja que depèn de la quantitat de matèria, la qual s'expressa en unitats de grams (g) o quilograms (kg). És constant sempre que no s'aproximi a la velocitat de la llum, de manera que no importa com de gran sigui el camp (gravitatori, electrònic, magnètic, etc.) que experimenti amb ella.

A més d'això, és una magnitud escalar i una de les sets magnituds fonamentals. La massa permet que la matèria existeixi com a tal i exhibeixi totes les seves característiques estudiades per anàlisis físiques o químiques.

La mínima massa coneguda pel que fa a la química és la de l'electró (9,1 · 10 ^-31 kg). Tots els àtoms causa de la seva petitíssima massa es prefereixen expressar en termes d'unitats de massa atòmica (uma), els valors numèrics s'igualen a grams utilitzant el concepte de nombre d'Avogadro i els mols.

Les propietats de la massa en química no escapen del que és convencional; mentre que en física, els nuclis atòmics de la matèria poden descompondre alliberant quantitats abismals d'energia, la qual cosa comporta a desobeir la llei de la conservació de la massa.

Fórmula de la massa i com es calcula

físicament

Depenent de el sistema i de les lleis que les regeixen, la massa pot calcular-se a partir de diferents fórmules. Per exemple, pel que fa a la física newtoniana, la massa es calcula mesurant l'acceleració que adquireix un cos davant d'una força mesurable:

m = F / a

Coneixent el pes i l'acceleració generada per la gravetat:

m = W / g

O l'energia cinètica de l'objecte:

m = 2E _c / v ²

Una altra alternativa és senzillament coneixent la densitat de l'objecte així com el seu volum:

m = d · V

Així es calcula fàcilment la massa d'un cos multiplicant la seva densitat pel seu volum, en el cas tal que aquest no pugui situar-se sobre una balança.

químicament

Pel que fa a la química, les masses sempre es determinen fent ús d'una balança després o abans dels experiments; fins i tot quan aquests no siguin en essència gravimètrics.

No obstant això, és bastant comú calcular quant d'un reactiu ha de pesar-se en la balança per obtenir una determinada quantitat de mols o una concentració d'ell mateix un cop es dissolgui en un solvent. tenim:

M = m / n

On M és la massa molar, m la massa de l'espècie, in el nombre de mols. Però també se sap que la molaritat és:

c = n / V

Com es coneix el volum V de la dissolució que es vol preparar, a l'igual que la seva concentració c, es calcula ni se substitueix en la fórmula de la massa molar per obtenir la massa de l'reactiu que es desitja pesar.

exemples

Massa de titani

Es té una mostra de titani amb un volum de 23.000 cm ³. Sabent que la seva densitat és de 4,506 g / cm³, calculeu la massa d'aquesta mostra.

La fórmula de la densitat és:

d = m / V

Aïllant la massa tenim:

m = d · V

Pel que només cal calcular substituint les variables pels valors donats:

m = (4,506 g / cm³) (23.000 cm ³)

= 103.638 go 103,64 kg

Massa de dicromat de potassi

Es vol preparar 250 ml d'una solució de dicromat de potassi, K ₂ Cr ₂ O ₇, amb una concentració de 0,63 M (mol / L). Calculeu quant de K ₂ Cr ₂ O ₇ ha de pesar-se en la balança. La massa molar d'el K ₂ Cr ₂ O ₇ és 294,185 g / mol.

A partir de la fórmula

c = n / V

Aïllem els mols:

n = c · V

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

= 0,1575 mols K ₂ Cr ₂ O ₇

Sabent ja els mols que hi ha d'haver en aquests 250 mil·lilitres de solució, usant la massa molar d'el K ₂ Cr ₂ O ₇ es determina quanta massa correspon a aquesta quantitat de matèria:

M = m / n

m = M · n

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

= 46,3341 g

Per tant, es pesen en la balança 46,3341 grams de K ₂ Cr ₂ O ₇, es dissolen i es transvasen en el seu respectiu solvent a una pilota de 250 ml per finalment aforarse amb aigua.

Massa dels planetes del sistema solar

• Mercuri (planeta): 3, 302 x 1023 kg.
• Venus (planeta): 4, 8685 x 1024 kg.
• Terra (planeta): 5, 9736 x 1024 kg.
• Mart (planeta): 6, 4185 x 1023 kg.
• Júpiter (planeta): 1, 899 x 1027 kg.
• Saturn (planeta): 5, 6846 x 1026 kg.
• Urà (planeta): 8, 6832 x 1025 kg.
• Neptú (planeta): 1, 0243 x 1026 kg.
• Plutó (planeta nan): 1, 305 +/- 0, 0007 x 1022 kg.

Massa d'alguns satèl·lits de sistema solar

• Lluna: 7, 349 x 1022 kg.
• Ganímedes: 1, 482 x 1023 kg.
• Io: 8, 94 x 1022 kg.
• Europa (satèl·lit de Júpiter): 4, 80 x 1022 kg.
• Tità: 1, 345 x 1023 kg.
• Rhea: 2, 3166 x 1021 kg.
• Iapetus: 1, 9739 x 1021 kg.
• Hyperion: 1, 08 x 1019 kg.
• Encaladus: 1, 08 x 1020 kg.
• Mimas: 3, 752 x 1019 kg.
• Ariel: 1, 35 x 1021 kg.
• Titània: 3, 526 x 1021 kg.
• Oberón: 3, 014 x 1021 kg.

Massa de vestits

• Vestit de bus: al voltant de 20 kg.
• Vestit de bomber: entre 10 kg i 25 kg.
• Vestit d'astronauta: 130 kg.

Massa d'eines de fusteria

• Martell: Entre 600 gr i 2 kg.
• Lima: 100 gr.
• Xerrac: Entre 500 gr i 1 kg.
• Tenalla: 500 gr.

Massa de pilotes

• Pilota d'handbol: 450 gr.
• Pilota de voleibol: 275 gr.
• Pilota de bàsquet: 600 gr.
• Pilota de futbol: 400 gr.

Massa d'algunes obres arquitectòniques

• Piràmide de Kheops: 5750000 tones.
• Torre inclinada de Pisa: 14700 tones.
• Torre Eiffel: 7300 tones.
• Estàtua de la Llibertat: 225 tones.

Massa mitjana dels éssers humans

• Nadons: 3, 4 kg.
• Nen de 5 anys: 18 kg.
• Nena de 5 anys: 17 kg.
• Noi de 15 anys: 47 kg.
• Noia de 15 anys: 45 kg.
• Home de 30 anys: 73 kg.
• Dona de 30 anys: 58 kg.

Massa mitjana d'instruments musicals

• Guitarra acústica: 2, 5 kg.
• Guitarra: 3 kg.
• Violí: entre 440 gr i 500 gr.
• Violincello: entre 4 kg i 8 kg
• Piano de cua: entre 400 kg i 650 kg.
• Piano de mitja cua: entre 220 kg i 350 kg.

Massa mitjana d'aparells electrònics

• Cambra (no professional): entre 150 gr i 250 gr.
• Cel·lular: 100 gr.
• Microones: 16 kg.
• Laptop: entre 1, 5 kg i 3 kg.
• Televisió: entre 12 kg i 30 kg.
• Rentadora: entre 70 kg i 100 kg.

Massa mitjana de mitjans de transport

• Autobús: entre 11400 kg i 18100 kg.
• Automòbil: entre 1000 kg i 1300 kg.
• Avió: 178.750 kg (buida) i 397.000 kg (ple)
• Bicicleta: entre 6 kg i 7 kg.
• Motocicleta: entre 80 kg i 93 kg.
• Skate: entre 900 gr i 1, 500 kg.
• Tren: entre 40 i 100 tones.

Massa mitjana de peces de vestir

• Samarreta: 180 gr.
• Jeans: entre 450 gr i 550 gr.
• Suèter: 350 gr.
• Sabates de vestir: entre 1 kg i 1, 3 kg
• Sabatilles: 250 gr.
• Botes curtes: 400 gr.
• Botes de cuir: 1, 500 gr.
• Cinturó: 60 gr.
• Mitjanes: 10 g.
• Sac de llana: 600gr.
• Sobretot d'hivern: 800 gr.
• Pullòver: 500 gr.
• Leggins: 300 gr.

Massa mitjana d'algunes fruites

• Llimona: 40 gr.
• Mango: 200 gr.
• Taronja: 125 gr.
• Préssec: 100 gr.
• Banana: 150 gr.
• Poma: 180 gr.
• Pera: 180 gr.
• Tomàquet: 150 gr.

Massa mitjana d'alguns vegetals

• Pastanaga: 80 gr.
• Remolatxa: 60 gr.
• Papa: 150 gr.
• Ceba: 100 gr.

Massa mitjana d'alguns gossos

• Bulldog: entre 18 kg i 25 kg.
• Caniche: 15 kg.
• Carlí pug: entre 6,3 kg i 10, 5 kg.
• Cocker Spanish: entre 12 kg i 16 kg.
• Dàlmata: entre 16 kg i 32 kg.
• Pastor alemany: entre 22 kg i 40 kg.
• Llop siberià: entre 16 kg i 27 kg.
• Chihuahua: entre 1,5 i 3 kg.