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把地球里的煤炭挖出来烧掉,地球的总质量是不是会变少了呢?

 宇宙观察 2021-12-01

自从爱因斯坦告诉人类质量和能量可以互相转化后就有人担心核武器和核反应堆会源源不断消耗地球质量从而让地球变轻

这种想法其实并不科学,因为质能方程E=MC?虽然阐明了质量和能量的关系,但人类目前只能在原子核层面实现小规模的能量释放,也就是核裂变与核聚变,而核裂变的质能转化率只有0.08%核聚变质能转化率也才0.7%,因此人类的核武器与核反应堆消耗的地球质量是及其有限的。

早在初中化学课上老师就告诉我们“化学反应前后质量守恒”,但根据质能相当原理“任何反应只要有能量放出,那么质量必然减小”,在这一刻似乎质量守恒和质能相当发生了矛盾,那么究竟谁对谁错呢?

严格答案是“质能相当”对“质量守恒”错

但由于煤炭燃烧属于分子层面的化学反应,并不设计原子以及原子核层面,因此煤炭燃烧前后发生的质量亏损是很难测量出来的,所以“质量守恒”如今仍然是化学的重要理论。

事实上从1798年卡文迪许通过扭秤实验测定引力常数进而得出地球质量为“60万亿亿吨”到现在地球总质量其实并没有什么大的变化。人类消耗化石资源也罢进行核试验也罢,所消耗的质量甚至还比不上地球大气逃逸质量的千分之一。

在地球大气最外侧的“外逸层”中,由于大气分子受太阳辐射影响而运动极快且受到地球引力影响极弱,所以每年都会有数十吨大气挣脱地球逃到外太空。

但考虑到每年地球上都会被很多微陨石撞击,偶尔还会被“大”陨石撞击,而这些天外来客的质量恰好补充了地球大气逃逸的质量,所以地球质量并不会发生太大波动。

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