<수업설명팁> 질량보존 법칙 다트총으로 설명하기

<질량보존 법칙>

 질량보존 법칙은 화학반응이 일어날 때 반응물의 총질량과 생성물의 총질량은 변하지 않는다는 법칙이다.

이때 중요한 것은 총질량이다.

보통 종이나 나무를 태우고 나서 질량을 측정하면 측정값이 줄어든다.

그럼 이건 질량보존 법칙이 성립하는 걸까? 당연히 성립한다.

측정값이 줄어든 것은 생성물에서 이산화탄소와 수증기가 날아갔기 때문이다.

날아간 기체까지 모두 가져다가 생성물의 총질량을 측정하면 질량은 변하지 않는다.

만약 밀폐된 병안에서 실험을 한다면 발생하는 기체가 밖으로 날아갈 수 없기 때문에 측정값도 변하지 않는다.

 

<질량보존법칙이 성립하는 이유는?>

 

생각으로 답하지 말고, 반드시 과학적으로 답하게 해야 한다.

화학변화에서(물리변화도 마찬가지다) 반응전과 반응후에 원자의 종류나 개수가 변했을까?

변할 이유가 없다면 질량은 변하지 않는다.

화학변화에서 어떤 일이 벌어지든 질량은 보존될 수 밖에 없는 것이다.
(핵분열 반응에서는 질량이 에너지로 바뀌기 때문에 질량이 줄어든다. ^^)

밀폐된 병의 경우에는 안에서 어떤 변화가 일어나든, 무슨일이 일어나든 원자의 종류나 개수가 변하지 않기 때문에 병의 부피가 변하지 않는 한 질량 측정값도 변하지 않는다.

그럼 답하기 쉬워진다. 새장안에 갇힌 새나, 공중에 떠 있는 드론이나, 비타민 발포정이나 닫힌 용기 안에서 어떤일이 벌어지든 원자의 종류나 개수가 변했다는 것을 증명해 내지 못하면 측정값은 변하지 않는다.

 

<다트총 이용한 질량보존 법칙 설명>

 

https://youtube.com/shorts/h8q0VEdGQok

 

질량보존 법칙을 쉽게 설명하기 위해 다트총을 준비했다.

질량보존법칙을 설명하면서 총질량을 이야기 할 때 총을 칠판에 쏴주면서 강조를 한다.

총질량!

그리고 비유적으로 설명해 준다.

총알이 장착된 총은 반응물이다. 총이 99g 총알이 1g 이라 가정하면 총알이 장착된 총의 질량은 얼마나 될까? 그렇지 100g 이다.

변화를 일으킬 거다. 그러면서 총을 발사한다.

총을 발사하고 나서 총의 질량은 변화가 없을까? 총의 질량은 99g 이 된다.

그렇다면 총의 질량이 작아졌으니까 질량 보존 법칙이 성립하지 않는 것일까?

질량보존 법칙으로 설명하려면 발사된 총알까지 다시 가져다가 생성물의 총질량을 측정해야 한다.

그럼 생성물의 총질량도 그대로 100g 이 된다.

변화가 일어났지만, 원자의 종류와 개수가 변하지 않았다면 질량이 변할 이유가 없다.

다양한 방법으로 질량보존 법칙을 설명해 왔지만. 이번에 총을 가지고 설명한 것이 제일 좋았다.

총을 가지고 설명하니 학생들이 관심을 보였고, 훨씬 더 잘 이해했다.

총질량에서 총을 강조하면서 설명 할 수도 있었다.

총 하나만 가져 갔을 뿐인데 질량보존 법칙 설명이 훨씬 쉬워졌다. 

'질량보존 법칙을 모르면 총에 맞을수 있다. 꼭 기억하자! 믿거나 말거나'

 

<질량보존 법칙 다양한 추가 실험>

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드론이 공중에 떠 있을때 저울의 질량은어떻게 될까? - 질량보존?

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