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为何一斤盐溶于一斤水,很难得到两斤总重?爱因斯坦:质量即能量

 昵称UZWbF 2022-07-02 发布于海南

综述

你有没有思考过一个问题,为什么一斤盐溶在一斤水里,最后却很难得到两斤总重?

盐和水都是我们生活中极其常见的东西,而在我们的常识里,“一加一等于二”的道理也早已根深蒂固。但是盐和水似乎逃脱了这个常理的“束缚”,让人们觉得惊奇。

其实在宇宙中,很多事情都与人们想象中的大为不同,有时候似乎已经是百分百确定的定律却极其有可能被颠覆。

我们所认为的物质守恒定律,就被普普通通的盐和水所打破。而对于这个现象,爱因斯坦就曾经说过:“质量即能量。”那么事实究竟是如何的呢?

什么是质量?

在生活中,“质量”这一词似乎并不少见。在我们从小所学的物理书本中,质量就是其中一个极其重要的物理名词。但你真的知道“质量”的概念吗?

其实一直以来,很多人都会对质量产生一个认知上的误区,就是认为“质量”即“重量”,其实这二者之间是有很大差别的。

质量一般指的是特定物品物质的数量多少,重量则指的是物体所受到地球引力的大小,其中就包括地球的重力作用。

其实二者之间,并不难区分。如果你曾仔细观察过质量与重量的度量单位,便会发现:质量的度量单位是千克,而重量的度量单位则是牛顿。而在我们区分好质量和重量后,在物理学界中,实质上对于质量还有更为细致的划分。

比如在物理学界中,就会将质量分为“惯性质量”与“引力质量”。

回溯历史,最早对质量做下定义的人是著名的物理学家牛顿,当时在《自然哲学的数学原理》一书中,牛顿就曾经对质量引入了全新的概念,也就是“物质的惯性”。

在经典力学中就曾经认为,当我们要确定物质的质量前,就必须先搞清楚要选择的物理量。如果选定的物质有其特定的性质,比如一些物质有热量,就也可以用这个物质所能产生的热量多少来进行判定衡量。

但是由于在自然界中,有着许多带有不同性质的物质,所以我们对于物质质量的描述,最终只要能够反映物质内容的多少即可。

但是按照这种方法,就随之产生了难题:不同性质的物体该怎么一起衡量质量多少?

一直以来,为了解决这个难题,物理学家们界定了“惯性和万有引力”来解决这个难题,这二者都是具有普遍性的性质。有了这个方法后,利用“惯性质量”与“引力质量”我们就可以对不同物质做出质量的衡量。

盐溶于水的实验

而曾经在物理学界有个“奇怪”的实验,就是当我们将一斤盐溶在一斤水中,所得出的结果居然不是人们常理认为的两斤。盐怎么会在水中莫名其妙消失了呢?想要破解这个难题,我们就得先了解一个概念。

在物理学界中,还有一个有关质量的定律叫作:质量守恒定律。

这个定律想要实现的要求就是需要“一个物质空间和外界进行完全的隔离,这样一来,才能达到物体总质量不变的预期。”

那么就有人提出疑问,质量守恒定律中所要求的“隔离”究竟是什么意思呢?

其实这个“隔离”要求并不难理解,它所要求的实质上就是创造一个在理论上的假设空间,使得物质可以在不受其他外界因素的影响发生自由反应。

在这种绝对理想的环境下,无论物质发生怎样的变化,那么它的总质量就一定会是不变的。比如在我们曾经所认知的“恒温条件”、“密闭空间”等,都是在绝对符合要求的理想“隔离空间”。

所以由此看来,盐溶于水的实验似乎就并不能符合这个要求。

在这个实验中,存在着太多可以影响效果的外界因素。就连爱因斯坦也曾经提到过,能量的交换实质上也是物质的交换。任何外界所存在的影响因素,都有可能造成最后质量的变化。

比如在实验开始时候,天空还是一片乌云,没有任何阳光。当实验人员将盐放入水后,太阳恰巧出来了,温度也会随之升高,此时外界的条件就有存在着变化。

且在实验过程中,如果我们为了加快盐的融化去使用相对温度较高的水,也会造成一定量的水分流失。

不仅如此,如果我们使用的盐是特殊的盐类,盐在遇到水时候也有一定几率就散发热能,从而也会造成物质能量上的流失。

因此,其实一斤盐溶于一斤水中,所得到的总质量很难为两斤,实质上是受到外界不确定因素的影响,最终的实验结果也不足为奇。

物理世界的奥秘

由此看来,物理学实际上是一门既严谨又灵活的学科。在物理世界中,也存在着许多关于世间万物的“规律”。这些“物体”的规律都是由数代的物理学家们经过无数次实验的试验才最终得出的。

虽然我们对于物理的探究已经有一段时间了,但是在诺大的世界甚至宇宙中,仍然存在着许多我们无法认知到的物理学知识。在物理的世界中,也存在着许多的奥秘,等着我们慢慢去探索。相信在不远的未来,我们可以揭示更多有关物理的秘密。

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