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zoom RSS 質量保存の法則の例題

<<   作成日時 : 2017/08/02 00:01   >>

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[MIT] STEM コンセプト・ビデオ Part1の中の「2.Conservation of Mass (質量保存)」を聴講していて、そこの例題が面白かったのでノート代わりにまとめてみました。

物理学的には「エネルギー保存則」になるんでしょうが、「エネルギー ⇔ 質量」変換は我々の身近の化学反応では計測に掛からないので、「質量保存の法則」 となります。まあ身近な太陽放射は 質量⇒エネルギー なのですが、これは化学反応ではないですよね。

[例題:植物の成長]--------------------------------
ある決まった時間内に植物が成長し、質量が25g増えました。質量の収支を考えて下さい。
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ほとんどの植物は光合成を通して栄養を取っており、光合成の全体的な反応として、

 二酸化炭素光のエネルギーブドウ糖酸素

ということになります。正しい化学式ではありませんが、上式を化学記号で書くと

 

です。これを正しい化学式に書き直すと

 

となるでしょう。

ここで、質量の出入りを考えると次図のようになります。
画像

各元素の原子量を書いておくと、H:1、C:12、O:16、なので、1molの質量は
 
 
 
 
なので、図示すると
画像

なので、成長で増加した要因であるブトウ糖を 25g として配分すると
画像

となります。つまり、

 「37g の二酸化炭素と 15g の水分を取り入れて、27g の酸素を排出した

ということになります。

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