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综述
在我们日常的生活中 , 经常能够听到“质量守恒定律” , 这个定律认为:在某个独立系统中 , 无论一种物质进行任何变化或者运动 , 其总体质量不会产生任何差别 , 物质不会自然出现 , 任何物质的存在都是形态上改变的结果 。
这样的理论自二十世纪初被提出以来就被奉为真理 。 但很多人认为这样的说法有着偏差和误区 , 如果在一斤水里加上一斤盐 , 那么这盐水混合物的质量会是整整二斤吗?
盐水混合物的具体现象
我们日常生活中所见到的食盐大都是白色的晶体粉末状 , 盐作为我们日常生活中必不可缺的调味品 , 自然是可以溶解于水的 。
盐之所以可以在水中溶解是因为水可以将食盐扩散成分子状态 , 盐分子会和水分子进行结合 , 在这个过程中 , 固体状态的盐就会逐渐消失 , 和水融为一体 。
【为何一斤盐溶于一斤水,难以得到两斤总重?质量为何不守恒了?】
这是一个非常常见的现象 , 一般来说 , 盐水混合物也确实比普通的清水质量要大 。 所以 , 根据质量守恒定律 , 我们似乎真的可以推算出盐水的重量等于盐+水的重量 , 但是这样的说法其实是错误的 。 这个问题的答案 , 远远没有这么简单 。
化学领域的质量守恒
在爱因斯坦之前 , 人们都认为质量守恒定律是一个不可撼动的真理:物质无论怎么变化 , 其总体质量绝对不会发生改变 。
但是 , 很多科学家在做具体实验的时候却发现了一些很奇怪的现象 , 很多物质在经过调配之后 , 质量都受到了或多或少的缺失 。
这和质量守恒定律严重相悖 , 很多人认为是实验过程的不严谨导致了这种现象 , 但是哪怕使用最精妙的仪器测试 , 所得结果还是如此:物质在经历化学反应的过程中存在“质量丢失”的现象 。
科学家们自然对这种神奇的现象开展了一系列的研究 , 在这次研究过程中 , 科学家们发现了一个惊人的现象:自然界中的元素存在着一定的衰变现象 。
具体来说就是:任何比铅元素重的元素原子核内部都呈现出一种不稳定的状态 。 它们存在的过程中会自主地降低自身的质量 , 变得比之前要“轻” , 整个过程具有规律性 , 自然界中的重元素普遍存在衰变现象 。
所以 , 质量守恒定律似乎出现了漏洞 , 这些衰变现象所导致的重元素的质量丢失究竟去了哪里呢?一时间 , 科学界纷纷认为质量“并不守恒” , 很多科学家都提出了自己的有关看法 , 偏激者甚至直接对质量守恒定律提出了反对 。 直到爱因斯坦的出现 , 才解决了这种争论 。
爱因斯坦的质能公式
爱因斯坦是历史上最为伟大的物理学家之一 , 他不像其他科学家一样关注与物质的质量 , 而是把目光投向了物质的能量 , 经过了细致的研究之后 , 爱因斯坦发现 , 物质的质量并不是物质最为本质的一种量 , 物质背后的能量更值得我们进行思考 。
爱因斯坦认为:质量其实是能量的一种外化表现形式 , 物质的形成与稳定都需要更为高级的能量作为支持 。 所以 , 物质在运动或者进行反应的过程中 , 并不是单纯的物质质量的交互 , 而是能量之间的具体作用 。
那些所谓“丢失”的质量 , 其实就是散发的能量 , 物质的原子核在作用的过程中普遍会以热量的形式进行能量的外化 , 所以它们的质量才会出现一定程度的损耗 , 这些损耗的质量都已经转化成能量的形态存在 , 自然界中的重元素衰变现象也是如此 。
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