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为什么木头烧成灰后,质量会减少?难道物质。。。

5月21日 斩情道投稿
  我们从小就学到质量守恒定律、能量守恒定律甚至是质能守恒定律。可以说,守恒定律从诞生之日一直持续至今,都是十分坚实的物理学理论,当牛顿的三大力学定律和万有引力定律在大尺度下和小尺度下都产生了巨大误差时,守恒律依旧坚如磐石;
  当然,波尔对“实验中丢失的一小部分质量”产生疑惑,甚至一度想要否定能量守恒时,实验(发现中微子)最终还是捍卫了守恒律。
  如果守恒律是确实成立的,就会有一些人在思考一些问题,比如,燃烧过程中,燃烧过后,留下来的质量似乎都比反应之前要少得多,那这部分损失“质量”到底哪去了?
  这个问题看似很简单,实际上并不简单,这里就涉及很多问题,比如燃烧反应以及爱因斯坦的质能等价。我们今天就来聊一聊这个问题。
  燃烧反应
  我们就拿“燃烧木头”来举例子。要搞清楚木头的燃烧反应,我们其实就应该先搞清楚木头的主要程度到底是什么?
  木材中的主要成分是木质素、纤维素及半纤维素,这里指的是干燥的木材。纤维素是一种由葡萄糖衍生而来的结晶聚合物,大概占据总物质的4143。
  如果我们从元素的角度来看,构成木材的主要成分是碳,氢,氧。具体的占比是:
  碳大概占44
  氢大概占6
  氧大概占42。5
  剩余的,还有大概0。5的氮元素,以及不到1的其他元素。我们从木材的成分来看,木材的燃烧主要就是碳燃烧。
  通过初中的化学课,我们也知道,碳燃烧的结果是生成二氧化碳或者一氧化碳,这取决于是不是在充分燃烧。
  我们要注意的是,燃烧的过程实际上是有氧气的介入,也就是说,有其他的反应物加入了反应,整个系统的质量理应增加的,增加的部分就是“参加氧气的质量”。
  但当我们称量时,只能称量燃烧后剩余的物质,这些并不是所有的生成物,在众多生成物中,最主要的部分以二氧化碳和一氧化碳的气态形式飘走了,进入到了地球的碳循环当中,成为碳循环的一部分。
  我们无法用肉眼看到这部分,更无法拿天平对这部分称重,所以,这才会让很多人觉得整个燃烧过程中少了“质量”。实际上,丢失的绝大部分“质量”,几乎99。99999999以上的质量都是以气体的形式离开了系统。
  假设,我们拥有一个封闭的系统,确保了系统内有足够氧气,而且生成的二氧化碳和一氧化碳无法从这个系统中出去,那系统在反应后再进行称量得到的结果是什么呢?
  实际上,最终的称量结果还是“丢失了一部分的质量”,这里要补充一句,这里指的是秤的精度能够达到理想状态,在小数点后16位开外还能测得准。那丢失的“质量”哪去了?
  质能等价
  二氧化碳的燃烧,本质上是一个放热反应。这部分热最终会以能量的形式丢失掉。那这部分能量和丢失的质量到底是什么关系呢?
  实际上,它们就是一回事,我们可以用爱因斯坦的质能方程Emc2把它们之间的关系表述出来。质能方程实际上是爱因斯坦在1905年,发表的4篇论文中的其中一篇,叫做《质能等价》的论文推导出来的方程。
  在这篇论文中,爱因斯坦统一了质量和能量,他认为质量和能量是一回事,是一个物体的两个属性,质量里还有能量,能量里也还有质量。所以,木材燃烧的过程中,跑掉的能量,实际上对应着质量,通过质能方程的移项,我们就可以得到mEc2,也就是说对应Ec2的质量丢失,其中c3108ms,所以,这个丢失的质量是极其小的,在小数点后十多位开外,很难能够测得出来,但并不是不存在这部分质量的丢失。
  所以,通过木材的燃烧反应,我们最起码要搞清楚守恒律到底是什么?
  实际上,质量和能量是一个东西,那么反应前后的质量是守恒的,能量也是守恒的,也因此质能是守恒的,质量和能量是等价关系,而不是质量和能量是转化关系。
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为什么木头烧成灰后,质量会减少?难道物质。。。我们从小就学到质量守恒定律、能量守恒定律甚至是质能守恒定律。可以说,守恒定律从诞生之日一直持续至今,都是十分坚实的物理学理论,当牛顿的三大力学定律和万有引力定律在大尺度下和小尺……世界上最毒的十大昆虫大自然的一切并不都是和平的,有些物种你不触碰,但它们也会对你发起攻击。人类已知的昆虫有100余万种,它们的足迹遍布全球,而且有许多的昆虫是有毒的,那么,你知道世界上最毒的昆虫有……时光机的原理或被破解,美国科学家准备“穿。。。自从19世纪末期英国科幻作家威尔斯提出“时间机器”这一奇思妙想以来,不仅后世很多科幻作家都以此为题材进行创作,就连科学家们也对此深感兴趣,并且在威尔斯的启发下,结合爱因斯坦在相……地球上最危险的海,透明度达72米,为什么无。。。好汇说历史今天07:23很多人对海边都心生向往,去到海边的环境会让人的身心感到比较的愉悦,可能很多人都想过,如果在大海边拥有一座属于自己的别墅,那整个人生就圆满了。但是,……简单的开心配方你希望自己更加开心快乐吗?也许你今天跟小伙伴愉快地做了一回游戏,觉得很快乐;但第二天你被老师或家长批评了,又没有了快乐。而科学家告诉我们,快乐可以由我们自己来创造,通过以下方式……火星南极发现大型湖泊,这是人类第一次在火。。。2019年11月27日00:59新浪网作者科学看蓝天由于地球的资源越来越匮乏,为了未来不会因为资源短缺而让生活停滞,因此科学家就在寻找新的资源,新的环境。其实,要想要找到……关于“西福特”和特斯拉沃登克里弗塔,以及。。。“西福特计划”是当时执行的一项旨在解决全球性通讯的问题,听上去是一个超级先进而又宏伟的工程,但在现代人的视角来看,第一个想法就是美国人怎么会干出如此丧心病狂的事?要了解详情,还……地球绕太阳转,速度毫秒不差,但是,轨迹是。。。这个力来自太阳和地球之间的万有引力,但它并不是地球公转轨迹是椭圆的根本原因。地球绕着太阳转,不能说速度毫秒不差,应该说公转周期毫秒不差。速度实际上一直在变化中,当然每一圈……京东公开最新技术全景图,要在零售、物流、。。。判断一家企业是否是技术企业,不单是看其研发规模、技术产出等指标,而是看这家企业在遇到问题与挑战时,第一时间采用的是技术手段还是其他手段。突破与裂变,2019京东全球科技探……双缝干涉实验带来的物质与意识博弈古往今来,人类对于世界的了解过程,何尝不是对自身命运本质的不懈探寻历程。面对洪水猛兽带来的无助绝望,人们在诺亚方舟,天神创世,等等宗教学说的自我安慰下,在自然之力压制的将要窒息……最新量子实验表明:客观世界并不真实!经典科学观认为,宇宙是由物质构成的,我们生活的世界是一个不受外在因素“影响”的客观世界。但最近一篇发表在《科学进展》杂志上的论文却显示,在由原子和粒子组成、受到量子力学规……你可能想象不到,未来智慧城市将具备这63种。。。资本实验室今日创新观察聚焦前沿科技创新与传统产业升级对于智慧城市,每一个人可能都有自己的想象。近期,著名未来学家托马斯弗雷也就此话题提出了相关预测,并认为未来……
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