如果把一斤盐放到一斤水当中，最后的结果就一定是两斤吗？

根据质量守恒定律，照理说，一斤水溶一斤盐的情况，就应该是2斤，因为物质是不灭的，整个过程的质量就应该守恒的。如果我们从微观的角度来看，整个过程中，构成物质的粒子实际上并没有发生任何变化，质量也就不应该增加或者减少了。

但这个看似简单的答案，实际上却暗藏玄机。那具体是咋回事呢？

这里我们就需要分几种情况来进行讨论。

从溶液的角度来看

我们知道，盐溶于水会变成溶液。因此，如果纯粹看溶液，那结果就很难说了。比如：如果我们用的是日常生活中的食盐，100克水中可以溶解的食盐是36克。因此，一斤水只能溶180克的食盐（氯化钠，NACL），那此时盐溶液的质量就是一斤加上180克，也就是680克。此时，就是不满2斤的。

但是，盐也分很多种，食盐只是其中一种，盐类化合物家族的成员有很多。比如：在常温下，次氯酸银（AgClO4）的溶解度是5570g/L，而氟化银（AgF）的溶解度是1800g/L，硝酸银（AgNO3）的溶解度是219g/L。如果我们用水溶这三种盐，1斤水都可以完全溶解掉1斤的盐，那么此时的溶液的重量就是2斤。

质能等价

如果我们就只看整体呢？那就一定是2斤吗？

答案显然不是这样的，实际上总会和2斤有些出入。要知道大部分的盐溶于水时，都会对外放热，也就是说，在整个过程当中会损失掉一部分的能量。这部分能量主要是电磁波的形式对外释放的，因此，整体上能量是变少了，那此时质量就应该是小于两斤的。

可能你要问了，为什么能量减少，质量就会减少呢？

这就要提到爱因斯坦的质能等价理论了。在1905年，爱因斯坦曾经发表过4篇极具开创性的论文，其中最后一篇就是质能等价理论，它是狭义相对论的补充篇。在这篇论文中，爱因斯坦统一了质量和能量，他认为质量和能量压根就是一码事，是一体两面的，物质拥有质量的一面，同时也兼具着能量的一面，质量里有能量，能量里有质量，质量和能量可以用等价方程来描述，这也就是大名鼎鼎的质能方程E=mc^2。

通过质能等价理论，爱因斯坦就把能量和质量关联了起来，即便是纯粹的能量也有质量的一面，只要物质有质量的属性，就能够同时蕴藏着能量。日常生活中，我们是不太能够察觉到能量有质量的一面。这主要是因为E=mc^2，而这里的c是光速3*10^8m/s，通过移项我们就会得到m=E/9*10^16，所以需要相当大的能量，至少是10^12J以上的能量才能显现出质量来。这也解释原子弹为是什么只损失了一小部分质量就能有如此巨大威力的原因。

因此，如果盐放到水中溶解时对外释放能量，那么整个系统实际上也在失去质量，所以整个系统的质量就会小于2斤。当然，也有部分盐溶于水时是在吸收能量的，比如：硫酸铵，氯化铵，硝酸钾，它们在溶于水后，系统的能量提升了，质量也就提升了，那就是大于2斤。当然，也有像氯化钾这样的，整个过程系统的温度不变，能量不变，那么质量就不变，也就是说，氯化钾溶于水后，整个系统的质量还是2斤。

不过，这里要多说一句，我们是假设环境温度不是很高，也不是低。因为温度的改变，会改变盐的溶解度，同时由于热传递的存在，也会影响到整个系统的温度变化，进而影响到整个系统的能量和质量的变化。

如果我们要严格地让整个过程没有质量变化，那可以让整个系统处于一个完全密封的状态，不和外界有任何物质，能量上的交换。那么，此时不管用什么盐，在什么温度环境下做这个实验，实验的过程中放不放热，或者吸不吸热，最终的结果都会是2斤。

不过，这里要补充一句，正如上文说到的，能量和质量之间存在的E=mc^2的等价关系，能量的些许变化是会影响到质量的，但是作用很小，基本在小数点后10多位才显现出影响来，这个使我们的仪器都很难测量出来的差异。

相关文章