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1 # 化學日積月累
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2 # 粒子菌
如果滿足上面所有的條件的話,整體質量應該是不會有改變的,但這也是理論上的,畢竟沒有真實的實驗資料做支撐。就像理論上宇宙由一個奇點大爆炸後到現在,總質量應該是不變的,變化的只是空間和體積。
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3 # 維度開拓者
從絕對的角度講,玻璃盒子內質量是減少的。
因為在與氧氣燃燒的過程中,玻璃盒子內的原子發出了光和電磁波,在燃燒反應後盒子內總能量減少,這部分能量以光和電磁波的形式輻射到外界,如果能測出反應後放出的總能量E。根據E=mc^2,減少的質量:
m=E/c^2。
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4 # 漫步科學
質量當然會改變了,準確的說質量會減少。
化學反應也會伴隨一定的質量虧損由著名的質能方程E=MC²可知,質量與能量本質上是可以相互轉化的,一定的質量對應一定的能量,因此在本題中,密閉的玻璃盒子看似可以保證物質總量不變,但是木柴燃燒必然伴隨著發光放熱過程,而玻璃盒子是無法隔絕光線和熱量的傳播的,而光和熱本質上就是一種能量,必然也會對應一定的質量,所以即使用玻璃盒子封閉住整個反應區域,也會造成能量的洩露,從而使質量發生虧損。
從質量守恆定律到質能守恆定律1756年俄國科學家羅蒙諾索夫最先發現質量守恆定律,質量守恆定律又被稱為物質不滅定律,它是指在化學反應中,反應前各物質的總質量與反應後生成物的總質量相等,不論化學反應如何複雜,也只是改變了物質原有的形態與結構而已。 但是隨著物理學的發展,尤其是質能方程提出之後,由於質量和能量之間存在轉化關係,所以質量守恆定律也有了新的擴充套件,那就是透過質能方程把質量守恆定律與能量守恆定律結合到一起,形成一個新的定律,也就是質能守恆定律。
化學能造成的質量虧損是非常微小的相較於“轟轟烈烈”的核反應,化學反應則顯得平緩而溫和,通常由化學反應造成的質量虧損只有總質量的千億分之一到十億分之一,比如一公斤硝化甘油爆炸會產生8.0×10^6J的能量,而這些能量換算成質量只有約0.00000009g,這麼小的質量變化以現代的儀器是很難檢測出來的。
雖然化學反應會產生質量虧損,但是科學告訴我們,質量也有“動靜之分“,這種由質量虧損產生的能量,也可以看做是靜質量轉化為動質量的過程,從這點看,質量守恆定律依然成立。
結語在密閉玻璃盒子中點燃木柴依然會造成能量的外洩,由質能方程可知,能量與質量存在轉化關係,這些流失的能量必然也對應著一部分質量,所以,燃燒前後其總質量必然會減少。
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5 # 鍾銘聊科學
這個問題“做一個很大封閉的玻璃盒子,裡面放滿柴,加足夠燃燒完柴的氧氣,整體質量會變嗎?”其實沒有確切的答案,原因是這個玻璃盒子到底和外界有沒有完全隔絕。
如果和外界完全隔絕的,那麼整體的質量就不會變。
如果不和外界完全隔絕的,那麼整體的質量就會變。
其實這裡有個很大的誤區,來自於很多人對於“質能方程”的誤解。很多人以為:質能方程說的是質量和能量可以相互轉化。其實這是不對的,質能方程告訴我們的是質量和能量其實是一回事,是同一事物的一體兩面。
為什麼這麼說呢?我們要從質能方程的推導說起。
質能方程
話說,1905年愛因斯坦發表了四篇開創性的學術成果,其中後兩篇在後來被稱為狹義相對論和質能等價。在狹義相對論中,愛因斯坦提出運動會使得物體的“時間”和“空間”發生改變。
我們之所以沒有這樣的感受,是因為我們生活在宏觀低速的環境下,而這種相對論的效應在到高速的情況下才會很明顯,而且是越接近光速,越明顯。於是,愛因斯坦透過相對性原理和光速不變原理統一了“時間”和“空間”。
而質能等價其實是他在狹義相對論之後才發現的,下圖中第三篇就是狹義相對論,而第四篇就是質能等價。
這是因為愛因斯坦後來才想到,相對性原理和光速不變原理不僅可以統一“時間”和“空間”,其實還可以統一“質量”和“能量”。
這是因為他發現,運動的物體,質量其實會變大。那具體是咋回事呢?
我們還是需要從公式來推導,愛因斯坦透過狹義相對論,求得相對論質量m。如下面的式子:
其中m0叫做靜止質量,也就是速度為0時(靜止時)的質量,這時候相對論質量=靜止質量。靜止質量其實也是牛頓體系下定義出來的質量,它和物體的內部結構有關。
接著愛因斯坦根據這個表示式,還得出這麼個結論:
一切靜止質量不為0的物體,是達不到光速的,只能低於光速。只有靜止質量為0才有可能達到光速。接近著,愛因斯坦透過動能公式,配合一點微積分,假設了如果速度為零,也就是動能為0時,相對論質量m=靜止質量m,那這時就可得到:E=mc^2。也就是我們熟悉的質能方程。
質能等價:能量和質量是一個東西
那質能方程到底啥意思呢?
其實質能方程的具體含義應該這樣的:質量和能量不是相互獨立的物理量,能量都有質量,質量都有能量,說白了,能量和質量是一個東西。
我們回到問題:“做一個很大封閉的玻璃盒子,裡面放滿柴,加足夠燃燒完柴的氧氣,整體質量會變嗎?”
就會知道,如果盒子是和外界隔絕的,裡面發生反應,但是由於能量並沒有以“光”或“熱”的形式散出去,那這個時候,整個系統的質量還是原來的質量,並沒有發生任何改變。很多人認為的能量由於沒有散出去,我們可以透過質能等價E=mc^2,將他換算成相對應的質量。
所以,這裡我們可以得出這麼一個結論,很多人認為質量是不守恆的,能量也是不守恆的,只有質能才是守恆的。其實這是不對的,由於質能等價的,所以質量就是守恆的,能量就是守恆的,於是,質能才是守恆的。
所以,注意了!質量和能量是一回事,同一種東西的不同面,取決於你如何去測量而已。
同樣的,盒子不是與外界隔絕的,這時候能量就會以“光”或者“熱”的形式離開系統,這時候失去了能量,其實也就是失去了質量。
所以,這個問題的關鍵,其實在於如何正確認識“能量”和“質量”,他們其實是一個東西,而不是兩種不同的東西。我們日常生活提到的質量,其實是靜止質量,也就是和物質結構有關的質量。
但你要知道的是一個東西的淨值質量也是能量的。其中99%是來自於束縛夸克的強力輸出的能量,我們同樣需要透過質能等價來進行換算成質量。1%來自於粒子穿過希格斯場時,相互作用而獲得。
也就是說,我們常說的質量本質上也是運動的能量和非實物的場。
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回答之前,先普及個知識哈!
首先,要知道,咱們肉眼能夠看到(也包括看不到)的物質都是由原子構成的,每種不同的原子都有不同的質量,所以,宏觀看到的這些東西的質量就是由這些數不清的原子的堆在一起構成的。
另外一個在發生化學反應過程中,原子種類不會變,每個原子的質量不會變,原子的總數目也不會變!
因此,在一個密閉的容器中,不管反應進行到各種程度,只要保證容器內的總原子數不變,那麼總質量就不會變。