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化學反應釋放能量也會像原子核反應一樣發生質能轉換嗎?
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  • 1 # 艾伯史密斯

    答:嚴格地說,會發生質量虧損!質能守恆已經明確地回答了這個問題,只是在化學反應過程中,能量釋放小,質量虧損不明顯,我們一般忽略掉這種影響。

    這點可能和大多數人的常識不符,取決於你對質能方程的理解程度;在相對論中,質量和能量得到了完美的統一,質能方程描述深層原理非常深刻,揭示了質量和能量是同一事物的兩面。

    在相對論看來,化學鍵儲存能量的本質:就是化學鍵兩端原子的質量發生變化,因為任何能量的變化,最終都會體現在質量的變化上。

    嚴格地說,同一原子在不同分子中的質量是有差異的,比如相對原子質量是以“碳-12的孤立原子”為基準定義,但是在碳原子組成的其他單質中,碳原子質量就存在微小差異,如下圖:

    其中,以上碳原子的質量差異,就是碳-12的孤立原子結合成化學鍵時伴隨著能量變化,從而導致質量的變化。

    不過我們也可以看出來,化學鍵重組伴隨著的質量虧損是非常小的;比如在氫氣燃燒的化學反應中,2kg氫氣燃燒釋放能量為143兆焦耳,對應的質量虧損約1.6×10^-9千克。

    化學反應中質量虧損如此微小,以至於在化學反應中,我們一般不談及質量虧損帶來變化;在高中,甚至絕大多數大學理工科專業的課程中,都不會提及這種影響。

    但是在核反應中就不一樣,核反應是強相互作用的變化,這種變化一般都伴隨著明顯的質量虧損,所以核反應伴隨的能量變化遠遠高於化學反應。

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