Чтобы ускорить растворение твердого вещества в данном растворителе (предполагается, что вещество в нем растворяется) можно применить два способа - по отдельности или вместе. Один способ - это растворение не куска твердого вещества, а его порошка. Увеличение поверхности контакта твердого вещества и раствора сильно ускоряет процесс растворения. Особенно если раствор интенсивно перемешивать - вплоть до получения насыщенного раствора. Второй способ - это повышение температуры. Этот способ не универсален. Во-первых, растворимость некоторых веществ очень слабо зависит от температуры (например, поваренная соль в воде). Во-вторых, есть ограничения для повышения температуры - это кипение растворителя и возможное разложение вещества в горячем растворе. Но в любом случае в горячем растворителе растворение пойдет заведомо быстрее, чем в холодном.
Наивысшую теплотворную способность имеет водород, поэтому чем выше массовая доля водорода и чем меньше "балластных веществ" (кислород, азот), тем выше теплотворная способность. Самая большая массовая доля водорода у метана (природного газа - СН4), она составляет 25%. Поэтому из органических веществ именно метан дает наибольший выход тепловой энергии на единицу массы.
Давайте сразу договоримся, что речь будет не о веществе, а о материале. Разница тут принципиальная: вещество есть нечто химически однородное (например, чистый металл, или чистый кварц, или чистый углерод...), тогда как материал может состоять из множества химических компонентов. Сталь, бетон, дерево, большинство пластиков - это именно материалы, но не вещества. Потому что веществ, разных химических веществ, в материале может быть дюжина...
Второй момент: ясное дело, что под "лёгкий" тут подразумеваесть плотность материала.
Ну и вот с такими оговорками можно вполне уверенно сказать, что одновременно и прочный, и с малой плотностью материал - это углепластик. Композитный материал на основе углеродного волокна. Современные углепластики при плотности, сопоставимой с плотностью дельта-древесины, по прочности на разрыв или на изгиб не уступают стали. Углепластики уже доросли до того, что из них начинают делать несущие элементы конструкции самолётов.
Ещё один любопытный материал, с приличной (но не рекордной) прочностью на сжатие и при этом фантастически лёгкий, с плотностью менее 0.1 плотности воды, - аэрогель. По сути это застывшая стеклянная пена. Аэрогели по прочности не уступают древесине, зато в несколько раз легче, легче даже пробки, и отличаются невероятно низкой теплопроводностью. Можно спокойно держать ладонь на пластинке Аэрогели толщиной в сантиметр, на которую с другой стороны направлено пламя ацетиленовой горелки.
У продажных химических реактивов есть степени чистоты, которые показывают процентное содержание примесей. Одно из таких понятий - марка "Ч", то есть "чистое вещество". Вот пример этикетки такого реактива:
Если примесей больше, то это реактив технический:
Но химики и реактивы марки "Ч" считают грязными. Более чистые реактивы имеют марку "ЧДА", то есть "чистый для анализа". Вот этикетка такого реактива:
Еще более чистые вещества имеют марку "ОСЧ" - особой чистоты:
Есть и специальные марки чистоты, в которых регулируется содержание некоторых примесей, например, "для хроматографии" и т.п.
Говоря о чистоте вещества, невозможно не вспомнить известное высказывание американского физикохимика Эдварда Уошберна о том, что физики работают с очень точными приборами, но с грязными веществами; химики, напротив, работают с очень чистыми реактивами, но с грубыми приборами, а физикохимики используют и плохие приборы, и грязные реактивы :). Кстати, Уошберн был номинирован на Нобелевскую премию по химии (совместно с Гарольдом Юри, за дейтерий), но он неожиданно скончался от сердечного приступа в феврале 1934 года (ему было всего 53 года), и Юри получил премию один.
Озон, дистиллированная вода, парафин, ртуть, железо, титан, уксусная кислота, сахар, сера, сода, йод - это теоретически чистые вещества, хотя в природе они имеют примеси.. Ртуть, железо и титан - вообще химические элементы и металлы..
Лёд - это характеристика состояния вещества, в частности воды, если вода солёная, то образовавшийся из неё лёд имеет меньше примесей, примерно в 4 раза.. Лёд может содержать и не содержать прочие примеси..
Остальное из списка - по принципу должны быть смесями..
