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一斤电(500克)足够全世界用多少年?

 泰阳汉子 2020-06-14

最近在网上看到了一个十分有趣的问题:“一斤电可以供全球用多久”?

一斤电(500克)足够全世界用多少年?

这个问题十分无厘头,其实仔细思考一下,也是可以解答出来的,正常情况下,我们日常生活中经常使用的单位“斤”是无法表示和计算能量的,通常“斤”都被用来表示质量,而电一般使用千瓦时或者一度电来表达。

那么一公斤电等于多少度电呢?想要解答这个问题,需要用到爱因斯坦的狭义相对论中给出的“质能方程”E=mc^2,这个对人类世界观产生了重大影响的公式。相信大家都听说过这个公式,但是这个公式经常和“核弹爆炸”联系在一起,在核弹爆炸后,质量转化为了大量的能量,从而产生超乎想象的破坏,其实核能只是质能方程的一种运用,这个等式在更多领域都可以被用到,也直接影响着我们的宇宙观。

一斤电(500克)足够全世界用多少年?

电能是人类目前使用的主要能源,也是第二次工业革命的主要能源动力,是目前地球上人类无法离开的根本能源,而电的本质是电荷移动或者静止时产生的物理现象,早在数千年前,人类就已经发现了电的存在,不仅仅是天空中的雷电,还有一些鱼类也会发电,其次公元前600年左右泰勒斯发现,用琥珀制造的棒子和在猫身上摩擦,可以暂时吸附羽毛等物质,这是人类对于静电的最早记载,只不过当时泰勒斯认为,这种现象可能和磁力有关。

1752年6月,本杰明.富兰克林做了一个闻名世界的“风筝实验”,让全世界再次瞩目于电这个神奇的现象,最后19世纪早期,众多科学家和发明家出现,特斯拉发现交流电让全世界进入了一个新时代,在众多科学家的努力下,电能不断的改变着人类的生活。

一斤电(500克)足够全世界用多少年?

电能是纯粹的能量,并不存在质量,但是爱因斯坦指出,质量和能量之间存在确定的当量关系,如果物体的能量为m,那么这个物体代表的能量E=mc^2,其中E表示能量,M表示质量,而C代表唯一的常量光速。这个方程主要用来解释核反应中能量的损耗,以及粒子的能量。

这个公式的出现,告诉我们质量和能量之间并不是毫无关系的,甚至在某种情况下,可以相互转换。简单了解后,我们就可以用这个公式来计算出,一斤电等于多少度电,又够人类使用多久。

一斤电(500克)足够全世界用多少年?

一斤电=0.5千克,为了方便计算,我们取光速为整数30000000m/s,那么一公斤的电等于

E=mc^2=0.5*(3*10^8)^2=4.49×10^16J一度电等于3.6*10^6J,那么计算后可以得出500克的电等于124.72亿度电,2018年全世界总计用电22.9万亿度,而一斤电对应的124.72亿度电,大概只够人类使用4~5个小时,准确来说,一斤电够全世界人类使用4.8个小时左右。

一斤电(500克)足够全世界用多少年?

虽然没有我们想象的多,但是足够全世界人类使用4~5个小时,已经十分惊人了,能量和质量之间的转化效率十分惊人,从核反应中我们就可以看出来,当物质以某种方式变成能量时,往往释放出的能量是十分可怕的。

对于人类来说,这样的现象刚好可以帮助我们取得更多的能源,在未来如果人类实现可控核聚变后,几乎就等于有了取之不尽的能源,当然,我们还是会把这些能量转化为电能,因为电能作为能源有很多的优点,虽然高压电仍然是很危险的,但是对比其他能源来说,电能十分高效且清洁,基本不会造成太大的污染和破坏。

一斤电(500克)足够全世界用多少年?

其次,在未来人类不仅仅可以利用核聚变提供能源,“反物质”也可能在未来给人类提供能源,并且作为宇宙飞船的燃料,帮助我们遨游太空,当正反物质相遇时,两者会相互抵消,并且释放出巨大的能量。

一克反物质完全泯灭后,可以释放出42857.143吨TNT炸药爆炸释放出的能量,相当于三颗广岛原子弹释放的能量,也就是说一克反物质释放出的能量就相当于三颗核弹,如果920斤(460000克)的反物质完全泯灭释放出的能量,等于人类2018年全世界的用电总和。

由此可见,在未来反物质可能会成为人类文明前进的全新曙光。

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