全球每天消耗大量汽油,鍋爐每天燒掉大量原煤,地球是不是逐年在減少重量?

獨釣寒江雪129474218


客觀地說,地球的質量問題是一個極為複雜的系統問題,它並不是和單一因素有關的,比如:大氣層每天都有氣體逃逸出地球,而太陽的輻射也會給地球增加重量,不過這些量相對於地球這個體量而言都是極其小的。

因此,地球從大尺度上來看,整個系統的質量變化不大。

那麼問題來了,我們每天都要消耗大量的汽油和煤炭,這會對地球的質量有影響麼?

我們直接給出答案:沒有什麼影響。要知道,其實整個過程都是在地球系統內部的,所以,根據質量守恆定律,我們就可以得出這個結果。

不過,為了解釋清楚這個問題,我們可以來展開地聊一聊。

地球的質量

在開始之前,其實我們需要先把地球的質量定義清楚,免得引起混淆。首先,地球的組成部分應該包含從地球一直到大氣層。如果只算到地球表面,那我們人類的很多活動其實都脫離的地球的系統,那根本就沒有辦法分析。

當然,不僅如此,我們知道地球的整個系統內有很多循環,他們不斷地地在進行物質交換,比如:水循環。如果不算大氣,地球的質量就應該會因為很多循環,而處在浮動狀態下。

除了水循環,還有氧循環,說白了就是氧元素的在整個地球系統中的流動。這個循環一旦出問題,那一定會引起生物大滅絕。

還有,我們都知道地球的晝夜溫差相對於大多數的天體是比較小的,這是因為地球的能量交換也有一個循環。依靠大氣和地球表面的海洋,很多太陽輻射來的熱量得以保存在地球上,不容易流失。

因此,我們如果拋去大氣層不看,那地球的系統本身就是不穩定的,質量會發生上下浮動,也沒有辦法研究其他的影響因素了。

地球系統的質量會因為燒煤而減少麼?

明白了上述的定義,我們接下來看看燃燒石油和煤對於地球的影響。首先,我們都知道無論是石油還是煤,說白了就是有機物,燃燒過後會產生二氧化碳,一氧化碳,水和大量的能量。

但是通過化學反應過程中質量守恆定律,我們知道,反應前後,反應物和生成物的質量是相等。意思就是說二氧化碳、一氧化碳、水和能量等的質量等於石油或者煤的質量


你可以要納悶了,能量為什麼還有質量?其實能量真的有質量,或者我們可以理解成質量是能量被高度壓縮的形式。為什麼會是這樣的呢?

我們就要提到一位物理學家的超級大神,他就是愛因斯坦。在1905年,愛因斯坦發表了4篇極具開創性的論文,在第四篇論文中,愛因斯坦把相對論效應帶入到了運動物體的質量和能量當中,結果,他發現了著名的質能等價關係。

這個公式其實是具有普世性的,但是它同時也是被誤會最深的物理學公式。第一個誤會來自於核武器,很多人認為這是核武器的原理。實際上,核武器的原理是核聚變或者核裂變,是在質能等價提出來之後30多年才被提出來的。

其次,很多人認為這個質能方程表述的是“轉化關係”,比如:質量轉化為能量。實際上,這個觀念是錯誤的。如果我們翻開當年愛因斯坦的論文,或者現在市面上帶有狹義相對論內容的大學物理學教材,就會發現,這裡的並非是“轉化”關係,而是“等價”關係。尤其是教材當中,會特意強調“轉化”其實是一個誤區,並且強調質能方程的本質其實是指:質量就是能量,能量就是質量,或者我們可以說質量裡有能量,能量也有質量,這是一個物體的兩個面。因此,能量也是對應質量。

所以,上述的生成物中的能量其實也是有質量的,只是質量極其小。知道了這些,我們只需要再搞清楚,生成物是不是脫離了地球就可以了。像二氧化碳,一氧化碳其實是進入到了地球的碳循環當中。因此,它們不會離開地球。而水其實是直接參與到了水循環當中。

其他的諸如汙染物,比如:氮化物,硫化物,其實都是加入到各自的循環系統當中,都不會離開地球。而產生的大量能量其實都被使用了,要麼轉化汽車的動能(這裡依然可以用質能等價來換算質量),要麼散失掉。(但也在地球系統中)

因此,我們會發現,生成物其實都還在地球系統內,而且質量就等於反應物的質量,因此,無論如何燒炭,燒煤,實際上地球質量都不會變。


鍾銘聊科學


當然不是,從表面上來看,人類確實在消耗地球上的資源,例如人類每一天,都要消耗掉大量的石油,煤炭,糧食和水,但這些物質真的消失了嗎?答案當然是否定的,首先說說石油和煤炭,石油和煤炭燃燒之後,會產生一些殘渣和氣體,殘渣就不說了,我們主要說說氣體。

這些氣體包括二氧化碳,二氧化硫,硫化氫等等,那麼這些氣體含有的物質,還是會留在地球的範圍之內,因為科學家已經告訴我們了,地球上的物質想要離開地球,都必須要達到一定的速度才行,這個速度起碼要7.9公里每秒,顯然這些氣體,並沒有這麼大的速度。

當然了,這些揮發到空氣中的物質,並不會永遠的待在空氣中,例如二氧化碳和二氧化硫,二氧化碳會被植物吸收,而二氧化硫則會溶於水,然後轉化成亞硫酸,而亞硫酸在某種條件下,會變成酸雨落下來,所以這個過程,就是物質在不斷的轉化,而轉化根本不會離開地球。

最後還有一點,就是隨著時間的推移,地球的質量不僅不會減少,反而會慢慢增加,因為地球的引力,會不斷的吸引一些太空中的物質,這些物質包括隕石,宇宙塵埃等,所以這個問題的答案,已經很清楚了,地球的質量不會變少,只會一點一點的增加...


種植恆星


全球每天都消耗大量汽油,鍋爐每天燒掉大量燃煤,地球是不是逐年在減少重量?


答案當然不是了,地球重量不會減少,在太陽系中每年減少重量的是太陽。下面詳細談一下。

地球每天消耗汽油和燃煤是不會減少地球重量的

汽油和燃煤的燃燒是化學反應,釋放的是化學能,反應生成大量氣體,反應前後遵守質量守恆定律。氣體成份主要是二氧化碳和水蒸氣,這些氣體大部分被植物和土壤岩石吸收,還有一些進入大氣層循環圈,最終還是被地球吸收。這些植物利用陽光提供的能量進行光合作用吸收二氧化碳,動物又通過食用植物間接地吸收二氧化碳。由於地殼的變遷,動植物遺體又變為燃煤和石油,循環不已。



從以上敘述可看出,地球每天消耗的汽油和燃煤是不會減輕地球重量的。

太陽每時每刻都在減少質量

地球有一個良性的循環,當然這個循環需要能量,這些能量就來自於太陽,太陽是太陽系當之無愧的老大,不但主導著整個太陽系的運行,還向整個太陽系提供能量。太陽能量來源於內部的氫核聚變反應,氫原子聚變為氦原子的熱核反應釋放出大量能量,熱核反應不同於化學反應,它並不遵守質量守恆定律,這些能量來自於質量的虧損,滿足愛因斯坦的質能關係式E=mc²,其中E為物體的能量,m為物體質量,C為光速,從上式可看出,只要一點點質量轉化為能量,數量也是驚人的。據科學家計算,太陽每秒鐘消耗七億噸氫元素,損失400萬噸質量。



但由於太陽太大了,儘管太陽已經存在和燃燒近五十億年了,但太陽損失的質量僅佔自身的0.3%,幾乎可以忽略不計,但這0.3%換算為地球質量,則為100個地球質量。可見每天減少重量的是太陽,而非地球。

那地球每天能接受多少來自太陽的能量呢?這些能量能增加地球的質量嗎?


根據太陽常數,地球每秒鐘獲得太陽輻射能量僅為太陽輻射總能量的22億分之一,合算成太陽的質量僅為20公斤不到(400萬噸的22億分之一)。那這些能量能化為質量增加地球的質量嗎?答案是否定的,因為由能量轉化為質量必須具有極高的溫度,比如由能量轉化為一個電子需要62億度,轉化為一個質子需要10萬億度,太陽輻射溫度根本不可能達到,因此這些能量是變不成質量的,地球的重量也不會增加。

綜上,地球的重量在相當長的一段時期內既不會減少,也不會增加,是相對平衡的。


物原愛牛毛1


物體燃燒實際上是一種化學反應現象,化學反應遵循質量守恆定律(或叫物質不滅定律)的,燃燒前與燃燒或質量不變。但經過燃燒後,物質的性質會發生變化,有原來的物質變成別的物質,而且會變成多種物質,多種物質的總和,遵守質量守恆定律,不會減少。

煤和汽油燃燒後,轉化為灰渣,煙氣(包括二氧化碳、二氧化硫、二氧化氮)和水分,固體依然留在了地面上,氣體被揮發到了大氣中。大氣層也是地球的一部分,大氣是不能逃逸出地球引力的,大氣中的碳元素會富集後沉降到地面或者被植物吸收。如果你學了化學就知道C+O2=CO2,燃燒後剩下的灰燼是雜質不是碳,C經過燃燒變成了氣體但是重量沒有任何變化,只是被氧化以氣體的形式存在,他們會被植物吸收通過光合作用,再次有有機物木材的形式存在,如此循環,地球的重量不會變化。要發生變化除非像宇宙飛船那樣飛出地球引力範圍才可以。

嚴格的說地球重量不是在減少,而是有一點增加。地球的質量為5.976×10^27克(或約6×10^21噸)。我們的地球今天仍然在不斷地吸積宇宙空間的彗星、隕石、宇宙塵埃和星際分子等物質。據估算,地球每萬年大約可獲得數億噸的隕石物質,這樣每隔1-2萬年,便可將地球覆蓋2-5釐米厚。


時空通訊


觀點:地球質量不會因為汽油、原煤的燃燒而減少。

就是因為質量並沒有減少,人類從農業革命進入工業革命後,我們每天消耗大量的汽油,原煤獲取能量,再加上過度的開採利用,所以地球才會出現冰川融合、溫室效應的問題。

要搞清楚這個問題,就需要了解石油、原煤這類化石能源的形成和燃燒時物質的產生與消失。

化石能源熱值高

人類之所以大量開採利用石油、原煤這類化石能源,是因為這類化石能源的熱值高。

石油每公斤可以放出大約4300萬焦耳能量。

原煤每公斤大約可以放出2000萬焦耳的能量。

樹木每公斤大約在500萬焦耳。

在農業社會時,我們獲取能源主要是以森林資源為主,造成了大量的亂砍亂伐。瓦特的蒸汽機的發明大大提高了從化石燃料獲取能量的效率,把人類帶入了工業時代。目前化石能源佔據了能量來源的90%,核能、風能、太陽能等等佔據了10%,這也是美國為什麼一直對石油情有獨鍾的原因之一。

石油、原煤的形成

化石能源是生物資源在幾億年中積累出來的,而森林資源是在最近幾十年積累下來的,所以化石能源的數量遠遠多於森林資源。

石油來源主要是以遠古時代水中的生物屍體為主,水裡的生物死亡,接觸不到氧氣,不容易被氧化分解,所以屍體中的蘊含的能量被大量的保存下來,經過幾億年演化形成。

煤主要是陸生生物的屍體形成的,因為屍體被暴露在空氣中跟空氣的氧氣發生反應,還有會被各種動物、微生物、細菌蠶食分解,只有少數的能量被保留下來,所以同質量的原煤所蘊含的能量遠不如石油。

能量判斷

有一個很容易判斷蘊含能量高低的辦法,就是看物質分子碳與氫結合的數量。我們可以把碳氫元素的組合理解為一個被壓縮了的彈簧,只要碳和氫越多,彈簧的環數就越多,當彈簧一旦打開,彈簧彈射,能量就被釋放出去了,環數越多釋放的能量就越多。

石油、原煤的燃燒

石油和原煤在空氣中燃燒,主要的反應是與空氣中的氧氣結合,碳原子和氧原子結合成二氧化碳,氫原子與氧原子結合成水蒸汽,還有部分燃燒不充分的結合成一氧化碳以及一些雜質二氧化硫等等,還有一個是最容易被忽略的能量。所以能量、水、碳、氧、氫就像一個不可分割的組合。需要能量了就把氧、把碳氫拆開,分別與氧結合。

地球循環

地球是一個龐大的系統,這個系統是由很多循環組成。

例如水可以通過物理降溫變成冰,通過升溫變成水蒸氣,也可以通過化學反應生成水蒸氣,水蒸氣通過降雨會到流入江河湖海,這是水循環的一部分呢。

但是水循環不是獨立的,比如石油和原煤燃燒時產生的二氧化碳可以溶解到雨水裡形成碳酸。隨著水一起流入海洋,再經過地殼移動流入到地球內部,而火山的爆發和板塊的移動又會緩慢的把碳再帶出地表,這是碳循環的一小部分。

水循環和碳循環還需要隨時調節地球溫度。地球上的溫度是由兩種熱量決定的,一種來自太陽,另一種來自地球深處,而大氣層決定了多少熱量會留在地球表面,又有多少會消散到宇宙中去,其中最關鍵的是我們講的的溫室氣體,二氧化碳,如果溫室氣體多了,溫度變高,降水就會增多,如果溫室氣體不夠,降水會變少。反之如果溫室氣體太少,氧氣太多,地球溫度太低,地球將進入冰封時代。

碳循環、水循環、氧循環是密不可分的。氧氣的產生就是二氧化碳和水通過光合作用生成蘊含能量的有機物和氧氣,能量可以多種途徑利用,比如說成為食物。

石油和原煤的形成和燃燒,都是在碳循環、水循環、氧循環、能量循環之中。除了能量循環涉及到太陽,其他循環都發生在地球的內部,所以地球質量不會因為汽油、原煤的燃燒而減少。


科學美少男


嚴格來說,如果沒有外來隕石的撞擊,地球的質量地球在減少。

因為大氣層總是外溢,不過這基本可以忽略不計。地球大氣每天向外太空溢出260噸的氫氣和氦氣。

地球外溢的質量基本都是以輕質量的氣體形式排出。當然也會包括二氧化碳,二氧化硫,二氧化氮等較重質量的氣體形式排出,當然質量就更少了!

我們知道,原煤以固態形成保存,原油以液態形式保存。正常情況下,它們的並不會外溢到宇宙空間中。

而煤燃燒的產物是二氧化碳,一氧化碳等其他。

石油可以被提煉成柴油,汽油等。它們都是碳氫化合物,其燃燒產物會產生大量的二氧化碳。

這些二氧化碳會外溢到宇宙空間從而減少地球質量。

並且會加劇溫室效應,導致地球水分蒸發到外太空,這樣就間接導致地球質量減少。

但這只是在沒有外來天體的攝入下計算的結果。

科學家計算地球每年有幾十萬到上百萬噸的隕石墜落。

地球每年外移的氣體質量也就不到百萬噸。

攝入的質量和外溢的質量基本持平。所以地球質量基本沒有多少改變。

當然,每年外移或者攝入的質量相對於60萬億億噸來說只是滄海一粟。只是1億億分之一。

溢出的氣體質量相對於地球來說就相當人體的一個細胞。


科學認識論


這種問題相當具有侷限性,只看到我們雙眼能看到的東西,對於內外事物的本質沒有想太多!

確實,人類每年都消耗大量的煤炭和石油,科學家們估計每年消耗79億噸煤,近7200萬桶石油,但消耗的這些煤和石油都轉換成為其他物質,以其他方式存在,而能量也被其他物質吸收,根據能量守恆定律,理論上地球質量不會有變化(完美條件下)!

因為地球是一個相對封閉獨立的系統,除了太陽風吹走一些地球層邊緣的大氣,作為地球一個整體來說(包括大氣層),不管地球內部如何變化,能量和質量如何消耗轉變,總量是不變的!

同時,雖然我們感覺不到也很難看到,但事實情況是幾乎每時每刻都會有隕石掉落在地球上,只不過隕石通常以微小顆粒狀存在,我們不會看到感覺到,但這些微小的顆粒每年的重量可以達到數百萬噸!

當然,除了隕石顆粒這種“外來物”,還有太陽光線,地球上的植物可以把太陽光轉化為自身的生長!

所以,地球的質量並非在減少,反而有一定的增加。當然,質量的變化相對於地球的質量來說幾乎可以忽略不計,因為地球質量高達6×10^21噸,這也是為什麼地球軌道和運轉速度可以保持數十年的穩定!


宇宙探索


雖然全球每天都會消耗大量的汽油、原煤(以及天然氣),但這並不會導致地球的總質量減少。因為這些燃料燃燒之後只是轉變成其他物質,並沒有從地球上消失。

汽油和原煤(包括天然氣)的燃燒都只是化學反應,遵循質量守恆定律,反應前後的質量沒有變化。汽油的主要成分為脂肪烴、環烷烴和芳香烴,其燃燒產物主要是二氧化碳、一氧化碳、氮氧化合物和水蒸氣等氣體。原煤的主要成分為含碳、氫和氧的有機物,其燃燒產物除了一些固體廢渣之外,還會產生二氧化碳等氣體。

雖然汽油和原煤燃燒之後排放出的氣體肉眼看不見,但它們並不會消失,而只是進入了地球大氣中。地球的引力會束縛住這些氣體,不會讓它們逃逸到太空中,所以地球的總質量不會因此而下降。

不過,地球會因為其他原因而失去質量。據估計,每年大約有10萬噸氫和氦這樣的輕原子會逃離地球。此外,地殼中的放射性元素衰變會向太空中輻射出亞原子粒子,但相比氫和氦逃逸造成的質量損失,這部分的質量損失很小。

另一方面,每年還有十來萬噸的太空岩石和塵埃被地球引力吸引到地球上。至於地球接收到的太陽能並不會讓地球增加質量,因為植物利用太陽能進行光合作用只是一種化學反應,僅涉及能量形式的轉化,而沒有改變物質的質量。所以總體而言,地球的總質量每年不會有太大的變化。


火星一號


提出問題的這位朋友看到全球每天都在消耗大量的石油和煤炭。這些石油和煤炭被人類當做能源燒掉了,地球的質量是不是就因此減少了呢?

我們在中學時期學過的化學課上就知道,石油和煤炭屬於碳氫化合物,它們燃燒後會產生二氧化碳和水蒸氣。這兩種物質會以氣體的形式進入到地球的大氣層中。因此,如果地球的重量單純就是指地球的岩石部分,我們每天消耗了這麼多的石油和煤炭,地球的質量是在減少的。

其實地球的質量還包含了地球大氣層的質量,所以這麼看來,人類消耗了大量的石油和煤炭,產生了大量的二氧化碳和水蒸氣進入到了地球大氣層中,地球的質量總質量是沒有發生變化的。

圖示:地球的質量除了岩石部分還包括大氣層

我們再來看看進入到地球大氣層中的二氧化碳和水蒸氣又會有怎樣的變化呢?

先來說水蒸氣。地球表面存在著大量水。像江河湖海中的水在太陽熱量的蒸發作用下會變成水蒸氣進入到大氣層中,大氣層中的水蒸氣在遇冷後又會凝結成液體,形成雨雪有重新降落到地球的表面上,這就是地球上的水循環。而燃燒石油和煤炭產生的這部分水蒸氣也會進入到地球的水循環系統中,最終會重新回到地面上。

圖示:地球上的水循環

再說二氧化碳。二氧化碳在常溫下是氣體但是它們在進入到大氣層後也會再次回到地面的。這是怎麼一回事呢?這樣歸功於地球上的植物。地球上的植物會吸收空氣中的二氧化碳通過光合作用把二氧化碳變成葡萄糖成為植物的養分被吸收利用。這樣植物就把空氣中的二氧化碳固定到了自己的身體當中了。或者被雨水溶解帶回到地面同其他物質發生反應形成碳酸鹽被固定到了地面上。這就是地球上的碳循環。

圖示:地球上的碳循環

但是現在人類向大氣層中排放大量的二氧化碳的同時,又大肆的砍伐森林。這樣就會讓空氣中的二氧化碳濃度越來越高,地球氣溫會越來越高。因此人們為了減少空氣中的二氧化碳氣體,採取了多多植樹造林的辦法,讓植物把空氣中的二氧化碳重新固定起來。當我們排放出的二氧化碳正好被植物完全吸收的時候我們就實現零排放了。

這樣地球因為燃燒石油和天然氣減少的岩石部分質量又重新回來了,更重要的是,地球的環境變得更好了。


兔斯基聊科學


答:地球會因為各種因素,而增加質量和減少質量,但是總體變化量相對於地球總質量來說,是微不足道的。


我們每天都在消耗大量化石燃料,自然界中還有火山噴發、森林大火等等,這些燃燒把部分固體物質轉化為氣體,這些氣體的絕大部分會進入生物圈進行再循環,還屬於地球的一部分。

地球的大氣層本身就是地球的一部分,總質量大約6000萬億噸,佔地球總質量的千萬分之一。


因為某些原因,地球會損失質量,同時也會獲得質量,比如:

(1)在大氣層邊緣處,密度較小的氣體(尤其是氫氣和氦氣),會更容易逃離地球引力進入星際空間中,地球每年大約有數十萬噸氣體因此逃逸;

(2)每天都有許多微小的隕石被地球引力捕獲,它們的絕大部分進入地球大氣層後燒燬,然後以氣體形式成為地球的一部分;據估計,平均每天都有上萬噸的隕石落到地球上,地球每年也因隕石獲得數百萬噸的質量;

(3)地球吸收太陽輻射也會導致質量增加,能量和質量是統一的,太陽常數為1300瓦每平方米,根據質能方程計算,地球每年吸收的太陽能,將導致增加數萬噸的質量;

(4)當然,地球背陽面向星際空間輻射熱能時,也會損失一定質量;

總的來說,地球每年因為各種原因損失的質量很小,增加的質量反而更多;所以地球的總質量是在不斷增加的,但是每年增加的質量,不到地球總質量的一億億分之一,完全可以忽略掉。


好啦!我的答案就到這裡,喜歡我們答案的讀者朋友,記得點擊關注我們——艾伯史密斯!


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