福爾摩斯吐出的煙霧有多重？

Belleza

某天，福爾摩斯與華生在書(shū)房研究一樁血案。像往常一樣，福爾摩斯向煙斗中裝滿(mǎn)煙絲，然后點(diǎn)燃，將煙斗放入口中大口吸了起來(lái)，煙斗上冒出縷縷青煙。華生突然問(wèn)：“大家都說(shuō)你聰明，那么你知道你吐出的這些青煙有多重嗎？”福爾摩斯慢條斯理地回答：“這簡(jiǎn)單，我只要稱(chēng)出抽煙前煙斗和煙絲的總重量，再減去抽完煙后煙斗和剩余煙灰的總重量，不就是我吐出煙的重量了么！

★福爾摩斯說(shuō)的對(duì)么？

聰明的你，同意福爾摩斯的說(shuō)法嗎？

水能凍成冰，冰能融成水，這是生活常識(shí)。那你是否有思考過(guò)，隨著形態(tài)的改變，它們的重量有沒(méi)有發(fā)生變化呢？這里先告訴你答案：是不會(huì)改變的。當(dāng)然，如果你不小心把水灑了，或者把冰摔碎了，那就另當(dāng)別論了。

那么我們現(xiàn)在再來(lái)看華生提出的這個(gè)問(wèn)題。青煙因?yàn)槭菤怏w且無(wú)法被人們輕易捕捉，所以無(wú)法按照最原始的方法，利用天平和砝碼來(lái)進(jìn)行測(cè)量。機(jī)智的福爾摩斯改用了另外方法來(lái)計(jì)算青煙的質(zhì)量：

“青煙的質(zhì)量=點(diǎn)燃煙絲前煙斗和煙絲的總質(zhì)量一煙絲燒完后留在煙斗中灰燼和煙斗的總質(zhì)量。

我們來(lái)做一個(gè)假設(shè)：如果煙斗的重量為10g，煙絲的質(zhì)量為3g，煙絲燒完后灰燼為2g，那么青煙有多重呢？相信你馬上就能得出答案了。不考慮前面說(shuō)到的類(lèi)似水灑了、冰碎了的“損耗”情況，正確答案應(yīng)該是：10+3-（2+10）=1g。你覺(jué)得福爾摩斯說(shuō)得對(duì)嗎？

其實(shí)，這就是著名的質(zhì)量守恒定律。

★什么是質(zhì)量守恒定律呢？

早在1756年，俄國(guó)科學(xué)家羅蒙諾索夫便已提出質(zhì)量守恒定律的雛形。他是最早用天平來(lái)測(cè)量化學(xué)反應(yīng)重量的化學(xué)家，他推翻了之前的“燃素說(shuō)"，認(rèn)為：“參加反應(yīng)的全部物質(zhì)的重量，等于全部反應(yīng)產(chǎn)物的重量。

之所以說(shuō)福爾摩斯抽煙實(shí)驗(yàn)必須排除“損耗”，是因?yàn)楸厝挥幸徊糠譄煴桓柲λ刮M(jìn)了體內(nèi)。在化學(xué)實(shí)驗(yàn)中有的物質(zhì)被轉(zhuǎn)換成其他很難檢測(cè)的形態(tài)，造成的誤差就曾經(jīng)困惑了好多化學(xué)家。

被譽(yù)為“化學(xué)之父”的拉瓦錫通過(guò)大量的定量試驗(yàn)，證實(shí)了羅蒙諾索夫的說(shuō)法?；瘜W(xué)反應(yīng)的過(guò)程，就是參加反應(yīng)的各物質(zhì)的原子，重新組合生成其他物質(zhì)的過(guò)程。在化學(xué)反應(yīng)中，反應(yīng)前后原子的種類(lèi)沒(méi)變，數(shù)目沒(méi)有增減，原子的質(zhì)量也沒(méi)改變。任何變化包括化學(xué)反應(yīng)都不能消除物質(zhì)，只是改變了物質(zhì)的形態(tài)或結(jié)構(gòu)，所以質(zhì)量守恒定律又稱(chēng)物質(zhì)不滅定律。

這樣一分析，是不是覺(jué)得質(zhì)量守恒定律是如此簡(jiǎn)單呢？可見(jiàn)啊，化學(xué)的世界是奇妙的，僅僅是一個(gè)小小的定律，我們都能展開(kāi)話(huà)題進(jìn)行一番深刻的討論。而在這奇妙的世界中，還有各式各樣的神奇現(xiàn)象等著我們?nèi)グl(fā)現(xiàn)、去探索。

點(diǎn)石成金可以實(shí)現(xiàn)嗎？

中世紀(jì)煉金術(shù)士相信，通過(guò)一系列復(fù)雜的操作，他們就能把賤金屬轉(zhuǎn)化為黃金。中國(guó)的傳說(shuō)中，也有點(diǎn)石成金的故事。我們不妨從現(xiàn)代科學(xué)的角度思考它的可能性。常見(jiàn)的石頭主要成分是二氧化硅.（SiO2），金子的主要成分是金（Au）。如果點(diǎn)石成金成立，就意味著SiO2能夠轉(zhuǎn)換為Au。但根據(jù)質(zhì)量守恒定律，化學(xué)反應(yīng)前后原子的種類(lèi)不會(huì)改變，所以SiO2是不會(huì)變成Au的?！啊包c(diǎn)石成金”的故事終究只是人們美好的幻想而已。

電解水反應(yīng)方程式

陽(yáng)極反應(yīng)式：4OH-4e=2H2O+O2↑

陰極反應(yīng)式：2H+2e=H2↑

總反應(yīng)式：2H2O=（通電）2H2↑+O2↑

在水的電解反應(yīng)中，會(huì)產(chǎn)生等量的氫氣和氧氣，總質(zhì)量不會(huì)發(fā)生變化。