大多數人認為，如果把一斤鹽溶解進一斤水裡，就能得到兩斤的鹽水。但真的是這樣嗎？關於這個問題，其實用初中化學和物理知識就能解答。

從化學的角度來看，1斤鹽溶1斤水，得不到2斤鹽水，為什麼？

在初中時，我們都學過一個詞：溶解度。它的定義是：

在一定溫度下，某固態物質在100g溶劑裡達到飽和狀態時所溶解的質量。

聽到這你可能覺得拗口，但也可以將溶劑比作人的胃，將溶質比作食物。這時候就好理解了，由於胃口有限，我們不能無限地吃東西，當我們“吃飽後”就不能再吃了。

比如水，它就不能無限地溶解鹽，到一定的量後它會停止溶解，這時候你加入再多的鹽也融不進去了。

從溶解度的官方定義中我們可以看到，它存在幾個限定條件：溫度、溶質、100g溶劑和達到飽和。

溫度

在定義溶解度時為什麼要加上溫度條件的限定呢？難道，不同溫度的溶解度不同嗎？

還真是這樣！

曾有人做過前後對比試驗。首先將固體硝酸鉀不斷往水中溶解，直到有少量固體殘存不再溶解，說明在該溫度下100g的水“已經吃飽了”，不能再溶解。這時候，如果用酒精燈加熱燒杯，神奇的一幕出現了。100g的水“胃口大開”，把剩餘的硝酸鉀全部“吃了進去”。

溶質

為什麼要強調溶質呢？這是因為在一種溶劑中，可以溶解多種溶質。

比如上面提到的已經飽和的硝酸鉀溶液，它雖然不能繼續溶解硝酸鉀了，但這時將氯化鈉加進去，它卻能繼續溶解。你可以將其理解為貪吃的小孩，即使在午餐過後已經吃得飽飽的了，但如果給他巧克力，他還能接著吃。

100g溶解

100g其實是為了方便理解而人為定義的。透過上面的知識我們可以很好地理解，飽和的硝酸鉀溶解雖然不能繼續溶解硝酸鉀，但加入水後，剩餘的硝酸鉀固體就會消失，這就說明，改變溶劑的量，溶解溶質的量也會發生響應改變。

有人可能會疑問，為什麼定義是100g，而不是200g或者1000g？其實，無論是100g、200g還是1000g意義都是一樣的，只不過100g更加方便理解。

比如，在一定溫度下，100g水溶解10g氯化鈉就飽和了；200g水溶解20g氯化鈉就能達到飽和；1000g水溶解100g水就能達到飽和，它們的溶解度都是一樣的。

飽和

這一點就很好理解。當我們想要測量自己的飯量是多少的時候，肯定要在吃飽的情況下才會知道，不吃飽當然就不知道自己飯量是多少。

那麼，1斤鹽溶解在1斤水中，就能得到2斤的鹽水嗎？

答案是否定的。

透過上文對溶解度的瞭解我們知道，鹽在水中存在一個溶解度。這就說明1斤鹽可能完全溶解在了水中，也可能未完全溶解在水中，而這一切都要以鹽的溶解度為標準。

鹽在水中溶解度是多少呢？鹽在水中的溶解度是36g/100g，這就意味著一斤水最多能溶解0.36斤的鹽，如果再往裡面加鹽，它也溶不進去了。而此時，得到的鹽水總重1.36斤，而非2斤。

從物理的角度來看，1斤鹽溶1斤水，總重也不是2斤，為什麼？

那麼可能有人要問，既然1斤鹽1斤水只能得到半斤鹽水，那麼再把剩下的半斤鹽加上，總該有2斤了吧。但事實並非如此！

質能方程

1905年，有4篇論文足以被載入史冊，而且它們的發表人都是同一個人——愛因斯坦。其中，第三篇《論運動物體的電動力學》中提到了大家耳熟能詳的狹義相對論。

第三篇論文發表後，沒過多久，愛因斯坦緊接著又發表了一篇論文《土體的慣性同它所含的能量有關嗎？》。這篇論文是對狹義相對論的補充，同時也提出瞭如今的質能方程式，既：E=mc^2，闡述了質量與能量的關係。

但在20世紀之前，以牛頓為首的科學家普遍存在一個看法：質量與能量沒有關係，它們是兩個單獨的、毫不相關的量，無論其中一個怎麼變化，也不會影響另外一個。

牛頓的《自然哲學的數學原理》就給質量下過一個定義：

物質的量是起源於同一物質密度和大小聯合起來的一種量度。

從這個定義中我們可以看出，質量與能量打不著八竿子的關係。

除此之外，牛頓還認為時間、空間和運動狀態這三者之間沒有關係。用大白話說，無論你是用光速跑還是龜速跑，對你的站在地上不動的小夥伴而言，你的一米一秒和他的一米一秒都是一樣的。

但很快，愛因斯坦就將這種想法顛覆了。他說：牛頓你這種想法是不對的，如果用光速飛行，你感受到的時間和空間和地上的小夥伴是不同的。於是，愛因斯坦同一了時間和空間。

後來，他又想，時間和空間存在關係，那麼質量與能量之間也存在關係嗎？於是愛因斯坦就提出了大名鼎鼎的質能方程式：

E=mc^2

這個公式是什麼意思呢？我們先來看一個例子。

如果將核彈放在絕熱和密閉的箱子中，這意味著核彈爆炸後不會有任何的能量損失。這時將核彈連同箱子放在稱上稱，得到一個示數。將它引爆後，再放到稱上稱，又得到一個示數。已經對比機會發現，兩次稱得的示數都是相同的。

按理來說，核爆之後，它的一部分質量會以能量的形式消滅，但結果卻表明，質量和能量可以相互轉化，它們是同一樣東西，可以將其理解為一體兩面。

那麼，怎麼用質量與能量的關係來看待鹽水的重量？

同樣的，如果將鹽水置於密閉、絕熱的燒杯中，無論將它放置在哪，它的重量都不會發生變化。

但是，如果只是普通的開口燒杯，加入環境的溫度是30℃，而燒杯中鹽水混合物的溫度是20℃。那麼，環境的溫度會影響鹽水的溫度，鹽水會吸收能量使得溫度和環境達到平衡。按照前面能量和質量一體兩面的說法，鹽水就相當於從環境中吸收了一部分“質量”，如果用特別精細的稱去稱，它的質量絕對大於2斤。

反過來，如果環境溫度低於鹽水溫度，鹽水就會釋放一部分能量來和環境達到溫度平衡。也就是說，鹽水的一部分質量跑到了環境中，這時候它的質量絕對小於2斤。

最後

無論是愛因斯坦的時空觀還是質能觀，確實顛覆了大眾的認識。但是，真實的世界就是如此，宇宙的規則只有超出我們的想象，這才“合乎常理”！

就像普朗克發現量子時，他曾一度懷疑自己的判斷出現了問題。但隨著時間的流逝，他才發現，自己並沒有錯！

科學的世界總是那麼令人著迷，它們接近世界的本質，看著高大上不可以言說，但走進去才會發現它們如此地貼近生活。