根據您的問題,我認為精度在您的實驗室中非常重要。如果是這樣,那麼是的,您的同事是對的。至少在某種程度上。
這可能會導致三種主要可能性。從您的描述中,原因純粹是物理上的,因此我的列表中的選項1將會更詳細地解釋。添加其他兩個只是為了完整答案。
為什麼增加權重不會產生權重之和?
考慮這些選項。
如果物質混合(即結果是兩種物質的溶液),則所得溶液的體積小於成分的體積。群眾雖然保持不變。我將對此現象稍作解釋。原因純粹是物理原因。
- 如果物質發生反應,並且某些生成的物質離開溶液(通常是蒸發的氣體),則質量將減少所去除物質的質量。通常,體積也會變小,因為一方面會除去某些物質,且殘留的溶液應遵循與1中相同的原理。但是,新形成的粒子理論上可以防止這種情況,並導致體積實際增加。我想不出任何示例(即使存在一些示例)。原因是化學和物理的混合。
- 如果物質發生反應,結果得到可溶物質,則最終會得到新物質的溶液。在大多數情況下(如果不是全部),您要填充的顆粒較少,因此體積會減小而質量保持不變。如果另外混合溶劑,最終會產生一種附加效果,因此差異可能更大。這是化學和物理原因的結合。
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那會發生什麼?
您的同事在我的列表中特別提到了第1點,因此我將只關注它。
通常,主要原因是溶液中的粒子可能具有不同的尺寸(有時在某種程度上也可以成形,但通常它的重要性不那麼重要),因此它們可以更密集地“堆積”,因此在相同的體積中您可以容納更多的粒子,從而獲得更大的質量。最極端的情況是,作為溶劑的物質本身混合得很好,體積顯著減少,所溶解的物質對總密度的影響很小。
結果是,最終結果是質量為質量總和,但體積明顯小於體積總和。然後進入舞台上的浮力。體積差異導致重量差異。雖然不大,但是如果您需要非常精確的精度,則可能無法滿足要求。
那麼影響有多大?
通常,粒度差異越大,您會注意到越強的效果。
我對您所指的物質一無所知,但讓我們使用大多數人都知道的東西。而且,您可以輕鬆地進行自我測試(然後在考慮了所有問題之後,便會消耗副產物使您的頭部冷靜一些;-))。有兩種很容易混合的常用優質溶劑-水和乙醇。我將在一個完美的案例中將純水與純乙醇混合。如果要進行實驗,則實際上將使用某些溶液作為溶劑,但結果肯定會明顯。
首先讓我們計算一下我們要鬆開多少體積。基於此水-乙醇混合物的密度,我們將計算40%酒精溶液(通常稱為伏特加酒)的差異。
純淨水的密度為 $ 0.998202 \ text {g} / \ text {cm} ^ 3 $ span>
純乙醇的密度為 $ 0.79074 \ text {g} / \ text {cm} ^ 3 $ span>
水溶液中40%的乙醇(按重量計算)的密度為 $ 0.93684 \ text {g} / \ text {cm} ^ 3 $ span>
這些密度是基於標準化大氣,因此是基於重量的。
因此,讓我們(按體重)服用 $ 60 \ text {g} $ span>水和 $ 40 \ text {g} $ span>乙醇。
體積分別是 $ 60 / 0.998202 = 60.108074 \ text {cm} ^ 3 $ span>水和 $ 40 / 0.79074 = 50.585527 \文字{cm} ^ 3 $ span>乙醇。
常識建議我們要有 $ 100 \ text {g} $ span>的解決方案,其容積為 $ 60.108074 + 50.585527 = 110.693601 \ text {cm} ^ 3 $ span>。然後我們意識到密度將有所不同,因此測量 $ 100 / 0.93684的解決方案的 $ 100 \ text {g} $ span> = 106.741813 \ text {cm} ^ 3 $ span>。但是這些都不對。
要獲得準確的結果,我們需要經歷質量。
空氣密度為 $ 0.001204 \ text {g} / \ text {cm} ^ 3 $ span>
水的重量損失為 $ 60.108074 \ cdot 0.001204 = 0.07237 \ text {g} $ span>,水的質量為 $ 60.07237 \ text {g} $ span>
乙醇經歷的重量損失為 $ 50.585527 \ cdot 0.001204 = 0.060905 \ text {g} $ span>,乙醇的質量為 $ 40.060905 \ text {g} $ span>
所得解決方案的質量為 $ 60.07237 + 40.060905 = 100.137275 \ text {g} $ span>
要精確計算重量,讓我們使用比例。
如果我們有 $ 100 \ text {g} $ span>的 $ 40%$ span>乙醇,其體積為 $ 106.741813 \ text {cm} ^ 3 $ span>較早計算。
浮力帶來的減肥效果將是 $ 106.741813 \ cdot 0.001204 = 0.128517 \ text {g} $ span>
它的質量將是 $ 100.128517 \ text {g} $ span>
因此質量為 $ 100.137275 \ text {g} $ span>的溶液的重量將為
$ 100 / 100.128517 \ cdot100.137275 = 100.008747 \ text {g} $ span>
即比預期高出 $ 0.008747 $ span>(或 $ 0.008747%$ span>)。
如果我們將此結果應用於您的案例,對於 $ 5 \ text {g} $ span>,您最終將得到 $ 5.000437 \ text {g} $ span>。
差異似乎小於您的精度。如果可以接受-您需要自行決定。同樣,您的情況可能會變得更加極端。
哦,僅供參考-我們的解決方案量為 $ 106.741813 / 100.128517 \ cdot100.137275 = 106.751149 \ text {cm} ^ 3 $ span>
它仍然大大少於體積的總和,正如我們計算的那樣, $ 110.693601 \ text {cm} ^ 3 $ span>。
如何避免這種情況
假設差異足以困擾您,您有兩種選擇。
- 先混合溶液,然後測量所需量
- 通過實驗檢查重量的實際變化併計算使用量。請注意,儘管這樣可能會導致舍入錯誤。
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自己測試音量損失!
如果您想自己檢查一下,請服用中性的烈酒和水(我認為蘋果汁會起到作用,並會增加顏色以更好地體現出差異)。將水倒入玻璃管中。然後仔細倒入酒精,使其不與水混合(傾斜玻璃管,然後將其緩慢倒入管的側面)。標記當前音量。現在攪拌或搖動,直到兩種液體混合均勻,然後等待其沉降。
生成的混合物可以安全食用;-)
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