根据E=mc^2,一根粉笔头蕴含的能量能让人类使用一百年吗?


根据E=mc^2,一根粉笔头蕴含的能量能让人类使用一百年吗?


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根据E=mc^2,一根粉笔头蕴含的能量能让人类使用一百年吗?


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根据E=mc^2,一根粉笔头蕴含的能量能让人类使用一百年吗?


爱因斯坦的质能方程E=mc^2告诉我们 , 质量和能量可以相互转换 。 不过能量是最根本的东西 , 质量只是能量的另外一种表现形式罢了 。

不过对于质能方程 , 很多人会产生误解 , 认为任何东西都可以完全转换成能量 。 其实并不是这样的 。
比如说 , 一根粉笔头很难全部转换成能量 , 除非用这样方式:与反物质相碰 , 发生湮灭 , 可以完全转换成能量 。 也就是说一根粉笔头与一根“反粉笔头”相遇 , 就能转变成纯能量 。

但是爱因斯坦的质能方程并不会让质量完全转换成纯能量 , 这里我们有必要解释一下 。
一个原子的原子核是由质子和中子组成的 ,质子和中子这样的核子通过强大的强相互作用被束缚在一起 。
当我们的太阳进行核聚变时 , 核子会聚合在一起形成氦原子核 , 这个过程中会释放出能量 , 质量亏损 。
细心的你可能发现了 , 两个质子和两个中子聚变成氦原子核 , 核子数量并没有改变 , 怎么出现质量亏损的情况呢?

但事实上正是如此 。 氦原子核的质量会略小于两个中子加上两个质子的质量 , 这部分质量就是亏损的质量 , 转换成了能量 。
为何会出现这种情况?亏损的质量到底在哪里?
这是因为中子和质子通过强相互作用结合在一起 , 拥有强大的结合能 , 损失的质量其实就是结合能 , 能量可以以质量的方式体现出来 。 当质子中子发生聚变的时候 , 结合能会发生改变(减少) , 通过核聚变释放出来 。
有必要再说一下化学反应 , 我们都知道化学反应会产生能量 , 只要产生能量肯定意味着质量亏损 。 那么为什么我们还要说“化学反应中质量守恒”呢?
因为化学反应中质量亏损得非常有限 , 基本可以忽略不计 。 化学反应并不在原子核层面上演 , 只是电子层面的重组结合改变 。
说了这么多 , 再回到问题中来 。
要想通过粉笔头通过核聚变产生能量是不太现实的 , 即使能聚变产生的能量也不会很多 。 因为核聚变过程只有少量的质量亏损转换成能量 。

而且即便是按照质能方程把粉笔头的质量全部转换成能量 , 也只有大约1.8*10^14焦耳的能量 。
人类一百年能使用多少能量呢?大约5.67×10^20焦耳 , 两个数字完全不是一个等级的 , 相差好几个数量级 。

【根据E=mc^2,一根粉笔头蕴含的能量能让人类使用一百年吗?】而且 , 以目前人类科技水平水平来看 , 不要说把粉笔头的质量全部转换成能量了 , 我们甚至都无法有效控制核聚变 , 无法实现可控核聚变 。 目前人类使用的主要能量仍旧是传统的化学燃料能源 , 这种能源本质上与原始人类使用的火是一样的!

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