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1 # 上海傘雲間土著貓
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2 # zhakan
通常情況下,我們說的質量守恆是低速或靜止狀態的質量守恆。化學反應並不改變原子型別,而是改變原子的組合方式。從化學式中可以看出,所有的原子前後都不變,那也就意味著各原子的能量和質量也是不變的。而化學反應前後,原子的結合當方式改變了,這種結合方式的改變產生了能量,我們稱為結合能。但實際上,該反應是放熱反應,而高溫的物質會以電輻射的方式進行熱傳導,釋放出光子,因此一部分質量轉化成了光子的質量(即質量虧損),但這部分質量很小可忽略不計。根據愛因斯坦的結論,光子質量與光頻率有關,但光子的質量很小是肯定的,因為一個光速的粒子其質量是無線大的,所以能夠達到光速的物體質量為零,接近光速的物體其質量也接近於零。
對於核裂變,也同樣遵循質能(質量)守恆。當一組粒子組成一個靜止的物體,由於各粒子間存在相互作用能和動能,因此這個靜止的物體能量不等於一組粒子的能量之和,這兩者之差為結合能。同理,靜止物體的質量也不等於組成靜止物體的各粒子質量之和,兩者之差我們稱為“質量虧損”。很多人認為核裂變反應中質量不守恆,一部分質量轉化成了能量,這是一種誤解。因為質量和能量是一個物體屬性的不同描述方式,這兩者之間不存在相互轉化的問題,換句話說,質量就是能量,能量就是質量,只不過我們人類為了更好的描述就對它們進行不同的描述和定義,就好比水和冰,它們是同種物質的不同表現形式,如果忽略其形態,我們可以認為水就是冰,冰就是水。核裂變時,當一個粒子以高速轟擊一個重原子核時,導致被重原子核質量減輕,同時產生了高速的中子。在此過程中,重原子核質量虧損,產生的中子由於高速飛出質量(或能量)變大,因此產生鉅額能量,但反應前後總質量(或能量)不變。我們不能簡單的理解E=mc^2,認為核反應前後是重原子核質量虧損導致了能量產生,實際上質能方程有不同的寫法,但其解釋的科學規律都是質能守恆,這是對質量守恆的一個具體的補充,本質上這依然屬於質量守恆。打個比方,我們用子彈射擊一塊靜止的玻璃(好比重原子核),玻璃碎裂一個大塊和很多小塊(好比輕原子核和高速中子),只要我們把所有的碎片拼起來,它還是一個完整的玻璃。我們不能認為,擊碎玻璃的能量是由於整塊玻璃破裂成小玻璃導致質量減少而產生的,實際上是因為子彈的作用,而且整個體系質能(質量)守恆不變。
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3 # 宇宙探索
質能方程我們都知道E=mc^2,這個方程有說“在化學反應中不成立”嗎?
並沒有!這說明質能方程同樣適用於化學反應。事實上,我們通常所說的“化學反應並沒有損失質量”只是“沒有必要考慮損失的質量”,因為太微小太微小了,電磁力相對於原子內部的強核力來講太微弱了,完全可以忽略不計!
質能方程是需要考慮相對論效應的,在這種效應下,物體質量也分為靜止質量和運動質量兩部分組成,我們所說的化學反應質量並沒有變化,指的是靜止質量沒有變化。但運動質量是有變化的,因為粒子在不同運動狀態下的質量(運動質量)是不完全相同的。
氧氣和氫氣燃燒之後雖然原子並沒有什麼變化,用化學公式來看也的確如此:2H2+O2=2H2O,看起來一切都沒有變化!但實際上是有某種變化的。在燃燒過程中,電子的軌道半徑已經發生了改變,電子會躍遷到靠近原子核的軌道,同時釋放出能量,這個過程中確實損失了非常少的一丟丟質量,可以根據相對論效應計算出來。
能量即質量,質量也是能量,兩者就像一個東西的兩面性,是完全等價的。
可以用E=mc^2計算一下,氫氣和氧氣燃燒釋放的能量換算成質量實在少得可憐,這種能量與原子核內部的強核力比較完全可以忽略不計。所以通常情況下,我們會認為E=mc^2只適用於核反應,實際上E=mc^2適用於一切能量和質量轉換的反應!
不然的話,E=mc^2這個公式就會加上一個前提:不適用於化學反應!
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4 # 素履之往1
多數答題都是文不對題。
氫氧結合成水,釋放的是化合能。有一種能量是以化學鍵的形式存在於原子之間的。
質能方程的應用,主要在核裂變和核聚變的過程中。
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5 # 大刀吧主的水彩小鋪
比如要想把水變成氫氣和氧氣,就要電離,這個過程中消耗能量,把能量儲存在化學鍵中了。
而燃燒反應能夠發生,是因為宇宙中的另一個規律,就是物質總是向低能量發展,這樣才能夠趨近穩定,所以放熱反應才能夠發生。
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6 # 藥物其實不復雜
就目前的科技水平而言,認為你這個反應是沒有質量損失的,但是有能量變化,燃燒反應是放熱反應,熱量以輻射的方式散發了。
但是,如果我較真一點,我覺得輻射出去的熱量就是損失的質量,只是這個質量很小很小,我們現在不把它定義為質量而已。
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7 # 物理老年人
質量會有一點點損失,損失了多少?用釋放出來的能量除以真空中光速的平方。沒錯!質能方程在化學反應中依然成立!或者說,在所有過程中成立。比如,乾電池實際上會越用越輕。
沒錯,化學反應前後原子沒有變化,但是化學鍵有變化,或者說,核外電子發生了能級躍遷,吸收或者放出了能量。如果是吸收了能量,反應後質量增加;反之減少。也就是說,手機充滿電之後質量是會增加一點點的,當然,由於光速平方數量級很大,所以質量增加很小,正常可忽略。有興趣的讀者可以自己算一算,畢竟手機電池的引數都有。
再囉嗦一句,核外電子能級躍遷的帶來的能量變化,屬於電磁相互作用範疇,和核子之間的強相互作用相比,微不足道。所以核武器(包括原子彈和氫彈)的威力遠大於普通炸藥,能量密度高了幾個數量級。換句話說,如果哪天可控核聚變實用化成為人類主要能源,人類不說擁有無限能源,起碼比現在高几個數量級。
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只要有能量輸出,必有物質損耗。只不過一般的化學反應所導致的物質損失,實在是極為微量,用質能公式計算出來的結果,這物質質量微小到可能無法有效測量。