一斤盐一斤水相溶,为何很难得到两斤盐水?爱因斯坦:质量即能量


一斤盐一斤水相溶,为何很难得到两斤盐水?爱因斯坦:质量即能量


文章图片


一斤盐一斤水相溶,为何很难得到两斤盐水?爱因斯坦:质量即能量


文章图片


一斤盐一斤水相溶,为何很难得到两斤盐水?爱因斯坦:质量即能量


文章图片


一斤盐一斤水相溶,为何很难得到两斤盐水?爱因斯坦:质量即能量


文章图片


一斤盐一斤水相溶,为何很难得到两斤盐水?爱因斯坦:质量即能量


文章图片


一斤盐一斤水相溶,为何很难得到两斤盐水?爱因斯坦:质量即能量


文章图片


一斤盐一斤水相溶,为何很难得到两斤盐水?爱因斯坦:质量即能量


文章图片


一斤盐一斤水相溶,为何很难得到两斤盐水?爱因斯坦:质量即能量


一斤盐加在一斤水里 , 总共会有多少斤盐水?
有人会说肯定是两斤 , 根据质量守恒 , 质量不会凭空消失 , 也不会凭空产生 , 盐和水不会发生化学反应 , 没有气体生成 , 那么总质量是两斤 。
这样说不完全对 , 因为问的是盐水的质量 , 不是整体 。
其次 , 也没有说在哪里兑盐水 , 万一 , 在爱因斯坦假设的时空隧道里呢?

盐与水与盐水
根据质量守恒定律 , 一斤盐和一斤水混合 , 总质量是两斤这无可厚非 , 但是得到的盐水不一定是两斤 。
首先我们得明白 , 盐水的质量与放多少盐无关 , 与溶解在水里的盐有关 。
我们来看看盐在水中的溶解度 , 20℃的时候 , 盐在水里的溶解度是36g/100g , 即100克水里只能溶解36克盐 。
一斤等于500克 , 一两等于50克 , 一钱等于5克 。
20℃的时候只能溶解180克的盐 , 剩下的320克盐会沉在水底 。

如果我们连同整个烧杯一起称重 , 那么自然是两斤 , 可是只测量盐水的质量 , 应该只有一斤三两六钱 。
如果我们加热水 , 让盐的溶解度上升 , 到100℃水沸腾 , 盐的溶解度为40g/100g , 即100克开水里面溶解40克盐 , 忽略掉水蒸气蒸发 , 这一斤水溶解的盐有200克 , 此时的盐水重量是一斤四两 。
我们知道标准大气压下 , 水的沸点为100℃ , 再怎么烧都只有这个温度 。
所以正常情况下 , 盐水的极限可能就是一斤四两 。

当然我们可以增大压强 , 增加水的沸点 , 让它达到极限的374℃ , 说不定可以得到2斤的盐水 。
以上所说的盐 , 指的是食用盐氯化钠 , 在化学上 , 盐是一个大类 , 不单单只有氯化钠一种 。
如果我们使用的盐名字叫硫化铝 , 将它放进一斤水里面 , 二者会发生反应生成氢氧化铝和硫化氢 。
硫化氢是气体 , 就是我们常说的臭鸡蛋味道 , 它会逃逸到空气中 , 最后称重 , 这个时候的总质量也不是两斤 。

况且 , 这个实验没有说在哪里溶解盐 , 万一是在爱因斯坦的狭义相对论环境中呢?
我们以氯化钠为例 , 在它溶解到水中后 , 水里会出现钠离子与氯离子 , 它们在水中自由运动 。
如果这些离子的运动速度达到了光速 , 可能这杯盐水就不再是我们认识的盐水 。

质量与能量
人类历史上最强大的能量 , 来自最小的原子 , 而它产生的能量来自它自身的质量和速度 。
在宏观物理中 , 质量是质量、能量是能量 , 它们二者没有关系 , 而且质量是不变的 。
这是因为在宏观情况下 , 我们肉眼能看到的一切 , 运动速度太慢了 。
【一斤盐一斤水相溶,为何很难得到两斤盐水?爱因斯坦:质量即能量】爱因斯坦将人类的视角调整到了另一个维度 , 当物体的运动速度达到光速的情况下 , 它产生的能量是质量与光速平方的乘积 。

即便是我们肉眼看不见的原子 , 也能产生巨大的能量 。
如果这杯盐水是在相对论的世界里 , 盐水里面的水分子、钠离子、氯离子以光速运动 , 这杯盐水或许就不是咸那么简单了 , 它是直接炸了!
盐水产生的能量 , 或许能够炸毁整个地球 , 这不是盐水 , 而是“盐子弹”!
根据爱因斯坦的质能方程可以得出质量与速度的关系 , 运动速度越大 , 质量就会越大 。

如果将这杯盐水放入正在光速飞行的飞船中 , 那么它的总质量就不是两斤了 , 而是无穷大 , 这种情况理论上是不存在的 。

推荐阅读