质量概念

质量是一个物理学名词，它的含义和内容随着科学的发展而不断清晰和充实。最初，牛顿把质量说成是物质的数量，即物质多少的量度。如今的解释是：质量是物体所具有的一种物理属性，是物质的量的量度，它是一个正的标量。质量分为惯性质量和引力质量。自然界中的任何物质既有惯性质量又有引力质量。这里所说的“物质”是自然界中的宏观物体和电磁场、天体和星系、微观世界的基本粒子等的总称。

惯性质量

在牛顿力学中，给定的物体具有一定的惯性质量（用字母表示），它作为一个与时间和空间位置无关的常数出现在牛顿力学第二定律之中：F=ma（物体加速度的大小a与所受力F的大小成正比，比例系数m称为该物体的惯性质量）。惯性质量是物体惯性的量度：对于m越大的物体，就越难改变其运动状态（速度）。在牛顿力学中，没有惯性质量等于零的物体存在。在狭义相对论中，惯性质量又细分为静质量、动质量、相对论质量（总质量）。相对论质量与静质量的差称为动质量

实验发现，在惯性系中，若在两不同物体上施加相同的力，则两物体加速度之比a1/a2是一个常数，与力的大小无关。此结果表明，a1/a2之值仅由该两物体本身的惯性所决定，与其他因素无关。物理学中规定各物体的惯性质量与它们在相同的力作用下获得的加速度数值成反比。若用m1及m2分别表示两物体的惯性质量，则m2/m1=a1/a2。选定其中一物体的惯性质量作为惯性质量的单位后，另一物体的惯性质量可通过实验由上式确定。在国际单位制中，把保存在国际计量局中的国际千克原器的惯性质量作为单位，称为“千克” 。

静质量即静止质量。对任一状态的物体，取一个惯性系K，使此物体相对此惯性系K静止，则在惯性系K中测量得到的物体质量被称为“静止质量”，同一物体的静止质量是洛伦兹不变量；

而在物体相对其运动的其它惯性系中观察到的物体质量被称为“运动质量”

引力质量

任何物体都具有吸引其他物体的性质，引力质量是物体这种性质的量度。选定两质点A和B，先后测量它们各自与质点C的引力FAC和FBC。实验发现，只要距离AC和BC相等，则不论这距离的大小如何，也不论质点C是什么物体，力FAC和FBC的比值FAC/FBC是一个常数。该结果表明，FAC/FBC之值仅由质点A和B本身的性质决定。物理学中规定A、B两质点引力质量之比等于力FAC与FBC之比。若用mA及mB分别表示A、B两质点的引力质量，则mA/mB=FAC/FBC,选取其中一质点的引力质量作为引力质量的单位后，另一质点的引力质量可通过实验由上式确定。

通常取保存在国际计量局中的国际千克原器的引力质量为单位，称为“千克”。爱因斯坦曾这样写道：“……在引力场中一切物体都具有同一加速度。这条定律也可以表述为为惯性质量同引力质量相等。它当时就使我们认识到它的全部重要性。我们为它的存在极为惊奇，并猜想其中必定有一把可以更加深入地了解惯性和引力的钥匙。

惯性质量与引力质量的联系

对于可以在实验室里测试的物体，引力质量和惯性质量相等。20世纪，爱因斯坦在广义相对论中提出等效原理就是以惯性质量和引力质量相等这一前提为依据的。可以认为，一切与广义相对论有关的观察和实验的精确结果都可以看成是这两种质量相等的证明。因此，惯性质量和引力质量是表征物体内在性质的同一个物理量的不同表现

设有A、B两个物体，他们惯性质量分别为Ma,Mb。引力质量为Ma ，Mb 。

把A、B两个物体放在地球（质量M，半径R，W为重力质量）上的同一点，则他们所受到的地球引力分别为：

Fa=-G(M*Ma )/(R*R)=Wa,Fb=-G(M*Mb )/(R*R)=Wb.

若将以上两式相比，则得：

Wa:Wb=Ma :Mb

即，引力质量与惯性质量的关系为：A、B物体所受重力的比等于他们的引力质量的比。

这样我们能不能说，物体的引力质量就是它的惯性质量呢？问得更明确些，惯性是否就是引力场的源泉呢？当然不是．惯性是物体抵抗外力改变其机械运动状态的本领，引力场的源泉是物体产生引力场的本领，这是物体两种完全不同的属性，绝不能混为一谈．只是由于它们之间存在着严格的正比关系，我们可以将物体的引力质量作为它的惯性的量度，反之亦然．在实际生活中，我们经常运用这种方法．例如，天平称出的是物体的引力质量，但是从称的结果，我们立刻就知道物体的惯性多大

惯性和引力是完全不同的两种物理属性，但是它们之间既然存在着普遍的、严格的正比关系，是否有可能它们不过是物体同一本质在不同方面的表现呢？这一问题的回答是肯定的．爱因斯坦建立的广义相对论指出，物体的惯性和引力性质产生于同一来源．在广义相对论里，有一些参量一方面表现为物体的惯性，另一方面又自然而然地表现为引力场的源泉

质量和能量等价性

质量和能量的关系由物理学家爱因斯坦于1905年最先提出。牛顿力学里把物体的质量被看成是不变的，即与物体运动速度的大小无关。在不变外力的连续作用下，原来静止质点的速度增量与力的施加时间成正比；因此，如力的作用时间足够长，质点的速度就会超过光速，这就与光速是极限速度的事实不符。实际上，当质点速度很大时，速度的增量就不再与外力作用的时间成正比，而是要慢一些。当接近光速时，速度增加得越来越慢，因而不会超过光速；同时，由于外力不变，加速度的减小必然导致质量随速度的增加而增大。

爱因斯坦在其著名的狭义相对论论文中指出：物体的质量是它所含能量的度量；如果能量改变ΔE，则质量就要改变，这就是著名的质能关系式：

ΔE=Δmc2 或 E=mc2，其中E 是物质的能量， m是物质的质量，с是真空中的光速，ΔE是能量的变化量， Δm是质量的变化量。

质量的单位和相关计算公式

国际公制质量单位为千克(kg)

密度计算公式：密度=质量/体积（ρ=m/V）（同种物质组成的物体的质量与体积成正比）

重力计算公式：G=mg（G为重量，m为质量，g为地球的重力加速度，约为9.8N/Kg）

牛顿第二定律计算公式：F=ma（F为合力，m为质量，a为加速度）

质能联系方程： E=mc2

质量的测量方法

天平是实验室里测质量的常用工具。天平使用步骤：

（1）放置：天平使用时需置于水平台面，台面不水平通过调节底座实现；

（2）调横梁水平：调节横梁平衡螺母使天平指针对准刻度盘中央。

（3）估测：估计被测物体质量使用要求：被测物体的质量不能超过量程。

（4）称量：被测物体置于左盘，向右盘加恰当砝码，并调节游码直至指针对准刻度盘中央。

（5）读数：此时右盘中所有砝码质量之和加游码读数即是被测物体质量。

注意：向盘中加减砝码时要用镊子，不能用手接触砝码，不能把砝码弄湿弄脏，潮湿的物品和化学用品不能直接放到天平的托盘中。

空气质量

一、空气质量是什么随着社会生产力的发展，所产生的污染也越来越多。最出名的污染之一，就是近些年来高发的雾霾，让大众对空气污染谈虎色变。空气污染程度我们称之为空气质...[查看全部]

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一、什么叫摩尔质量

有一种物理量叫做物质的量，表示含有一定数目粒子的集合体，符号为n。物质的量单位为摩尔(mol),科学上把含有阿伏伽德罗常数（约6.02×10??）个粒子的集体作为一个单位，叫摩尔。1mol不同物质中所含的粒子数是相同的，都是阿伏伽德罗常数个，但由于不同粒子的质量不同，1mol不同物质的质量也不同。

单位物质的量的物质所具有的质量称为摩尔质量，也就是一摩尔的物质所具有的质量，用符号M表示。摩尔质量的单位为g/mol，在数上等于该物质的原子质量或分子质量。对于某一化合物来说，它的摩尔质量是固定不变的。而物质的质量则随着物质的量不同而发生变化。

二、摩尔体积

摩尔质量是物质的质量除以物质的量，单位是克每摩尔。单位物质的量的气体所占的体积叫做气体摩尔体积，相同气体摩尔体积的气体其含有的粒子数也相同。气体摩尔体积不是固定不变的，它决定于气体所处的温度和压强如在25度101千帕时气体摩尔体积为24.5升/摩尔，在外界条件相同的情况下，气体的摩尔体积相同。

摩尔体积 =V÷n

V为物质体积（单位：L）；n为物质的量（单位：mol）气体摩尔体积

摩尔质量、摩尔体积是物质的量的导出量，应用时必须指明基本单元，虽然阿伏加德罗常数是一个很大的数值，但用摩尔作为物质的量的单位使用起来却非常方便，它就像一座桥梁将微观粒子同宏观物质联系在一起。对于同一物质规定的基本单元不同，摩尔质量、摩尔体积就不同。

三、摩尔质量与克当量

如果物质是由原子组成的，那么这种物质的摩尔质量就是6．022×10¨个原子的质量，在数值上就等予这种元素的原子量，单位为克/摩尔。

如果物质是由分子组成的，那末这种物质的摩尔质量就是6．022×10¨个分子的质量，在数值上就等于该物质的分子量，单位为克/摩尔（相当子克分子量的概念。本书中摩尔质量、克分子量的概念均有使用）。

例如：

1摩尔H2O的质量为18克，即18克/摩尔。

1摩尔Fe

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什么叫相对原子质量

一个氢原子的实际质量为1.674×10???千克，一个氧原子的质量为2.657×10???千克，一个碳-12原子的质量为1.993×10???千克。可以看得出来，人们用它们的实际质量来计算的话那将非常的麻烦。不过，通过观察前面的数据我们会发现，一个氧原子的质量是氢原子质量的16倍，碳原子质量是氢原子的12倍。

既然各种原子的质量呈倍数关系，自然也能用相对数值来表示。在学术上，我们以一个碳-12原子质量的1/12作为标准，任何一种原子的平均原子质量跟一个碳-12原子质量的1/12的比值，称为该原子的相对原子质量，简称原子量。原子量为质量单位，符号u，它定义为碳12原子质量的1/12。

因此碳的相对原子质量为12，氢原子的相对原子质量是1，氧原子的相对原子质量为16。

原子量最早是由英国科学家道尔顿提出来的。他说“同一种元素的原子有相同的重量(weight)，不同元素的原子有不同的重量。”因此atomic weight在中文里翻译成了“原子量”。但是当时由于重量和质量(mass)是相同的概念，因此虽然实际中获得的都是原子的相对质量，但仍然称作原子量。

相对原子质量与摩尔质量

摩尔质量=1mol物质微粒的质量=原子真实质量*阿伏加德罗常数=碳原子质量的1/12*相对原子质量*阿伏加德罗常数（阿伏加德罗常数定义为12克12C的原子数）=12g*1/12*相对原子质量=相对原子质量量纲不同,数值一样。

相对原子质量计算

1、第一种计算：相对原子质量≈中子数+质子数，如：O原子有8个质子，8个中子，那么他的相对原子质量就为16

2、第二种求法：一个原子的质量/（1/12×一个碳-12原子的质量）=一个原子的质量/1.667e-27kg。同样也是要注意相对原子质量没有小数，只有整数。

3、第三计算方法：相对原子质量=原子质量/一个碳原子质量的(1/12)，例如：H的原子质量为1.007，

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