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很多化學反應會釋放能量,比如燃燒,按照愛因斯坦的理論能量和質量密切相關。
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  • 1 # 科技袁人袁嵐峰

    是的,題主的推理是完全正確的。化學反應如果有能量的變化(絕大多數化學反應當然都有能量變化),就會伴隨著質量的變化,質量變化等於能量變化除以光速c的平方。

    在你反對之前,先想想這意味著多大(實際上是“多小”)的質量變化。

    液態水的摩爾生成焓是-285.8 kJ/mol,意思就是,在標準條件下(25攝氏度,1個大氣壓),從氫氣和氧氣單質生成1 mol液態水(即18克水)放出的能量是285.8 kJ。

    這麼多能量對應的質量是多少呢?用國際單位制表示,光速c大約是3E8 m/s(3E8表示3乘以10的8次方),光速的平方c^2 = 9E16 m^2/s^2,待求的質量是285.8E3 / 9E16 kg = 31.8E-13 kg = 3.18E-9 g。

    2克氫氣和16克氧氣生成18克水時,質量只減少了3.18乘以10的-9次方克!就比例而言,是1.76E-10,即100億分之1.76。

    這麼小的質量變化,你能察覺出來嗎?當然不能。對日常的應用而言,這麼點質量變化顯然可以忽略。如果你特意就是要測量這個質量變化,我不確定目前最先進的測量手段能不能做到。

    天平

    許多人還是會感到奇怪:對於化學反應,不是有質量守恆定律嗎?

    回答是:化學反應前後質量守恆,是個近似定律,不是完全精確的。精確的定律是能量守恆定律,也就是說,化學反應前後的能量必然是守恆的。正是由於能量守恆,以及化學反應的能量變化對應的質量變化遠遠小於反應物、生成物的靜止質量,所以在很高的精確度上,質量守恆定律成立,即反應物的質量等於生成物的質量,但這畢竟只是近似地成立。

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