初中化學課上學過質量守恆定律,化學反應中反應物的質量等於生成物的質量。這條定律根深蒂固,近日我發現了一些科普人也錯誤理解了質量守恆定律。嚴格的講,化學反應前後,反應物和生成物的質量會稍有不同。

  中學階段也學過E=mc,是在學習核反應的時候接觸到的。核反應或粒子衰變過程中會有質量損失,反應前後質量不一樣,虧損的質量以能量的形式釋放了出來,並且滿足E=mc。核反應不屬於化學反應,很多人就誤以爲E=mc不適用於化學反應過程。E=mc有多種方法可以推導出來,它的推導過程並未侷限於核反應或粒子衰變,故任何涉及能量轉化或轉移的過程,都對應着質量的改變。

  化學反應前後原子數雖不變電子卻要重新分佈,電子的重新分佈就意味着能量的改變。質量守恆只是中學認識階段上的近似守恆,氫和氧反應生成水的過程要釋放熱量,既然有能量釋放,根據E=mc,生成物的質量就要比反應物的質量少一點點,那一點點正好和E=mc吻合。

  我清楚的記得我學習相對論的時候做過一道練習題,告訴你標準煤的燃燒值,計算一噸標準煤和氧氣完全反應後損失的質量。這個損失的質量就是要用E=mc計算出來。因爲光速很大,化學反應損失的質量很小,故中學化學階段粗略的認爲質量守恆。

  同樣,太陽照射到物體上使物體的溫度升高,物體就會獲得能量,物體的能量增加了它的質量也會跟着增加。地球上的植物依靠陽光、空氣、水進行光合作用時增加了化學能,這就意味着光合作用爲地球增加了質量。

查看原文 >>
相關文章