用户创维

原子由处于中心的原子核和核外电子构成，原子核又是由质子和中子构成，质子带正电，核外电子带负电，中子不带电。由于质子的正电与电子的负电相互抵消，所以物体本身并不带电，当物体(一般指导体)中电荷受到电场力的作用时发生定向移动于是产生电流。

电流有强有弱，国际单位用安培(I)表示，其含义是单位时间内通过导体电量的多少。电量用库伦(C)表示，1库伦的电量等于6.25×10的18次方个电子的所带的电量。1安培＝1库伦÷1秒，即:导体1秒钟通过1库伦(6.25×10的18次方个电子)的电量，其电流强度为1安培。

我们都知道电子是有质量的，一个电子的质量是9.1×10的—31次方千克。那么，1斤电就可以理解为0.5千克电子所带的电量。

0.5千克电子有5.5×10的29次方个，经过计算电量约为8.8×10的10次方库伦。

假设你家里所有用电器总功率为11000瓦(符合一般家庭用电功率)，且用电器全部打开用电，那么你家用电器总的电流强度＝11000瓦÷220伏＝50安培。

8.8×10的10次方库伦电量以50安培的电流强度通过你家电表所需的时间＝8.8×10∧10库伦÷50安培＝1.76×10∧9秒≈55年。

也就是1斤电可供你家11000瓦用电器每天24小时不间断，每天用电264度、每月用电7920度连续使用55年。如果按照一个家庭每个月正常用电400度可够你家用1100年。

purplemapleleaf831

我们都知道，电能其实是能量单位，而“斤”其实是重量单位。在日常生活中，我们一般都是用“度”来描述电，这是老百姓的用法。在物理学中，我们一般用“焦耳J”或者“瓦特W”来描述电能和电功率；用千克来描述质量。而"1斤的电能可供全世界使用多久？”乍一听起来怪怪的，但到底是不是成立，我们还是需要从理论出发。

其实这个问题的核心是，电能能不能用“斤”来描述。那我们先直接给出答案：

那为什么可以呢？

其实这个问题要从物理学的一位超神级的人物说起，他是20世纪最伟大的物理学家，他就是爱因斯坦。

在爱因斯坦之前，物理学面临着前所未有的挑战，这个挑战来自于

当时的经典物理学有两大基础理论，分别是牛顿力学和麦克斯韦理论。但是两者在光速的问题上是矛盾的。具体来说是这样，麦克斯韦理论当中导出了光速的表达式，这个表达式是一个固定值，不需要参考系。而牛顿理论认为任何速度都是相对于参考系而言的。所以，在光速这个问题上，两个经典物理学最重要的基石理论竟然是矛盾的。

关键是，后来科学家想尽各种办法要进行调和，结果都失败了。也就是在这个时候，爱因斯坦横空出世，提出了著名的狭义相对论，利用光速不变原理和相对性原理推导出了狭义相对论。狭义相对论其实并不是我们这里的重点，不过呢，后来爱因斯坦接着狭义相对论之后，又发表了一篇论文，叫做

而在这篇论文当中，爱因斯坦就统一了质量和能量，他认为质量和能量压根就是一回事，是一个东西的两个不同的面，质量当中是有能量的，能量当中是有质量的。或者我们其实可以这么理解，物质其实就是高度压缩的能量，而描述物质的其实是用质量来描述，也就是说质量应该和能量是对应关系，或者说等价关系。

我们常常会有个误区，那就是在核弹爆炸的解释上，我们常说是爆炸前后，质量转化为了能量。实际上，这是一种转化观念，但并不对。原因是反应前后质量没有损失，只是这部分质量是以能量的形式释放出来的。

如果我们把一颗原子弹放在一个理想的封闭器皿当中，这个器皿放在一个理想的秤上，器皿与外界没有任何的物质和能量的交换，这时候我们引爆原子弹，然后观测这个秤，这个秤按照爱因斯坦的理论应该是不会动的。所以，反应前后的质量是守恒的，能量也是守恒的，因此质能是守恒的。能量和质量是等价的关系，而不是转化的关系。

我们日常并不觉得能量有质量，是因为质量太小了，通过质量方程我们就知道，m=E/c^2，c^2=9*10^16，所以，质量m=E/（9*10^16），发现没有，再大的能量，除以这个光速的平方，都会是很小的数，所以我们很难能感觉到光的质量，但并不是说它没有质量。

同样的电能，其实也是一种能量，它也是对应着相应的质量，也是用上文的表达式来进行计算的。一斤是0.5千克，带入计算就可以得到E=0.5*9*10^16=4.5*10^16J。那这是多少度电呢？

我们知道，一度电应该是：3.6*10^6J。所以度数=（4.5*10^16J）÷（3.6*10^6J）=1.25*10^10度，也就是125亿度。

那这些电能能够供全世界使用多长时间呢？

通过查数据我们可以知道，2018年的全球人均的用电量是3130.71°。（数据来源于世界银行，目前还没有2019年的。）

然后，截止于2018年，世界人口总数达到了75.74亿

因此，我们就可以通过简单的乘法：3130.71度×75.94亿=23.77万亿度，一天用电就是651亿度左右，一小时用电量大概是27.125亿度。而上文我们也计算得到一斤电能对应的125亿度，因此，我们就可以得到一斤电能大概够用全球人民使用4.6小时。

当然，我们依然可以回过头来算一下，全球人民一年要用多少斤电能，算下来大概是1781斤左右。

薛定谔的科学

电能是能量，单位是焦耳(J)，不是大白菜，不能按斤论，不过题主你就是要按斤买，我也可以给你一斤的电能，就看你敢不敢拿，在这里，我们又要用那个神奇的公式——质能方程。

电能单位是焦耳(J)，1J=1瓦·秒，生活中常用单位是度，1度=1千瓦时。换算成焦耳就是

根据质能方程，一斤电能即m=0.5Kg，c为光速3×10^8m/s，那么一斤电能含有的能量为

1斤电能相当于多少颗原子弹

1斤电能相当于1080万吨TNT当量。当年美国投在广岛的原子弹“小男孩”相当于力1.5万吨TNT当量，这1斤电能相当于720颗“小男孩”。

一斤重的电能供全世界用多少年呢

2018年全球用电21.6万亿度，差不多是7.8×10^19J，一斤重的电能可以供全球使用

一斤重的电能供中国用多少年呢

2018年中国用电量为68449亿度，差不多是2.46×10^19J，一斤重的电能可以供中国人使用

一斤重的电能供一个中国人用多少年呢

生活用电远少于工业用电，中国人均生活用电大致在月26度，年均312度左右，差不多是1.12×10^9J，一斤重的电能可以供一个中国人使用

有初有终

答：一般情况下能量不能称斤按两来计量，但是我们可以借助相对论的质能方程，把能量等价转化为质量。

质能方程

爱因斯坦提出著名的质能方程，该方程描述质量和能量是统一的，或者说质量是能量的表象之一，利用质能方程，无论能量以什么形式存在，都将对应一个质量，对于1斤（500克）的质量，按照质量方程计算出来的能量为：

E=mc^2=0.5*（3*10^8）^2≈4.5*10^16J

相当于125亿度的电能，目前全世界每年的总耗电量约为25万亿度，那么125亿度只够全世界使用大约4小时。

质能转化

既然质能和能量可以相互转化，为何我们不把物质转化为能量来解决能源危机呢?

原因在于质能转化非常困难，人类目前只掌握了可控的核裂变技术（核电厂），而核裂变的质能转化率非常低，而且要使用特殊的裂变材料，还会产生致命的核辐射。

目前有望突破的能量技术是可控核聚变，核聚变的质能转化率比核裂变高很多，而且聚变材料在地球上非常丰富，一升海水中的氘聚变，相当于300升汽油燃烧的能量。

正反物质湮没

在物理学中，有一类极为特殊的物质——反物质，反物质是正常物质的反状态，正反物质所带电荷相反、自旋方向相反、磁矩方向相反，但是数值大小相等。

所有物质都有对应的反物质，比如电子—正电子，质子—反质子，氢原子—反氢原子，其中光子的反物质就是它本身。

正反物质接触时，会以质能方程100%地湮灭为能量，由于能量本身不是独立实体，所以能量会以光子、中微子等物质作为载体释放出来。

或许在未来，人类掌握了可控正反物质湮灭的技术，那么能量就可以近似用质量代替——“朋友，我的飞船没能源了， 能否借5公斤的能源给我”。

我的内容就到这里，喜欢我们文章的读者朋友，记得点击关注我们——艾伯史密斯！

艾伯史密斯

哈哈，很有意思的问题，一斤重的电，实际上“斤”是质量单位，而“电”则表达的不够明确，是指电流呢还是电能呢，我们这里就认为是电能吧，否则用电流就没法讲下去了。

虽然用质量单位表示能量，是不合适的，但所幸爱因斯坦的质能方程化解了这个尴尬。

按照质能方程E=mc平方，一斤重的电能，其数值为4.5*10的16次方焦耳（我们发现，如果用质能方程，那么问题的关键就在于对象的质量是多少，而和具体是什么对象无关，因此如果这里如果将电能换成其它任何物质都是无所谓的）

接下来，我们再来看全世界一年的耗电量，按照前两年的数据（下图是发电量，我们暂且耗电量就等于发电量），全世界一年的耗电量大概在25万亿度左右，而这个25万亿度是什么概念呢？

我们知道一度就等于一千瓦时，而一千瓦时换成焦耳，则是3600000焦耳，那么25万亿度电就是9*10的19次方。

很显然，4.5*10的16次方是9*10的19次方的0.05%，也就是说相当于全年当中0.18天的耗电量（也就是4.3个小时的耗电量）。

期待您的点评和关注哦！

赛先生科普

呵呵，看到这个题目，不禁想果然鸟大了，什么林子都有啊，网友果然脑洞够大，很少人用“斤”这样的单位来衡量电的，如果问不怎么懂这方面知识的人，可能还会闹出笑话。

我们都知道，电是看不见摸不着的，哪有重量呢？一斤电谁知道是多少呢？有问就有答，下面小地就用仅有的高中物理学知识来解答吧。

首先，我们都知道能量是守恒的，爱因斯坦著名的质能方程式E=Mc^2中E为能量，M为质量，C为光速。最熟悉的应该是高考的学子吧，这个方程说明一切质量与能量是彼此具有内在的联系，是可以相互转化的。这样以来，我们就能算出一斤的电蕴含多少能量，一斤也就是0.5千克，根据公式可得出E的值是4.5*10的16次方焦耳。

其次，我们需要得知道全世界一年的用电量，这个就没有相关的公式计算了，只能根据全世界的统计来得出一个大概数。当然由于社会的不断发展，每年全球的用电量也是在不断变化的，例如人们不断倡导节约用电，寻找其他能量代替电能，若干年之后全世界每年所用的电能其实是无法具体计算的，所以为了回答这个问题，我们暂时取近三年的值，然后平均后作为全球一年的用电量。

据了解，全世界一年的总耗电量大约在24万亿度左右。

日常生活中我们经常以多少度来作为电的衡量单位，将1度换算成国际计量单位就是1千瓦时；而1焦=1瓦×秒；1千瓦时=1千瓦×1小时=1000瓦×1小时=1000瓦×3600秒=3600000焦，即1度电=1千瓦时=3.6×10^6焦耳。

最后，我们知道了一斤电的能量，也知道了全世界一年的总耗电量，剩下的就是小学生的事情了，分子除以分母就得出来：4.5*10^16除以（24*10^12（万亿度）*3.6×10^6）得到：0.052*10^-2年，这个数字可能不太直观，我们把这个以年为单位的换算成小时就是：0.052*10^-2乘以（365*24）就是4.6小时。

以上内容，欢迎点评！

地理那些事

按常理，不能用“斤”来表示能量，而电就是一种能量。

“斤”是个重量（质量）单位，1斤合0.5千克。而电是一种能量，能量的单位有焦耳、卡、千瓦时、尔格等，就是没有“斤”，一个质量单位怎么能用来表示能量？尤其是表示电能，实际上人们多用千瓦时表示电能，这个千瓦时就是人们常说的“度”。

当然能量单位不是国际基本单位（国际基本单位一共有7个，分别是：质量单位――千克、长度单位――米、时间单位――秒、电流单位――安培、热力学温度――开、物质的量单位――摩尔、发光强度――坎德拉），能量是由质量等国际基本单位推导出来的，比如说1焦耳=1千克·米²/秒²。而1千瓦时=1度=（1000焦耳/秒）×3600秒=3.6×10^6焦耳=3.6×10^6千克·米²/秒²，也就是说能量的确与物体质量及其运动有联系，但也只限于有联系，在爱因斯坦之前，人们不可能直接单独用质量单位去表示能量。

爱因斯坦质能关系式的出现使事情出现转机

直到1905年，爱因斯坦发表了狭义相对论的几篇论文，其中有一篇推出了著名的质能关系式E=mC^2，

质量可以表示能量，但不是所有的能量都和质量一体共存。因此用质量表示能量更多地是说能量的对应质量。

质量和能量都是物质的属性，一个物质具有了质量的同时就具有了能量。大多的时候，质量和能量就是物质的一体两面，它们是共存于一体的，所谓质能之间的转化不过是以谁为主要表现形式而已；但有的时候物质只以能量的方式存在，而不具有质量。比如说光子并没有质量（静质量为0），但它却是个能量子。因此质能关系式说的只是质量和能量的对应与转化关系，并没有说质和能一定共存、一定能转化。用质量表示能量更多说的是能量的“对应质量”。

电能就是个纯能量，本身并不具有质量。

它是由别的形式的能（例如风能、水能、核能、热能、机械能、化学能和太阳能等）转化而来，并不是由质量直接转化而来（当然即使由质量直接转化而来，电能也不再具有质量）。因此我们用质量单位“斤”来表示电，说的只是它的对应质量。在回答本题之前，我觉得有必要说清楚这个问题。

下面我们根据质能关系式△E=△mC^2算一下“一斤”电能有多少能量。这些电能供全世界用多少年？

把△m=0.5千克，C≈300000000米/秒代入公式得：“一斤”电的能量△E≈0.5千克x（300000000米/秒）^2=4.5x10^16焦耳=1.25x10^10度=125亿度。这些能量和全世界每年用电量相比是什么概念？全世界的用电量每年都在增加，咱们按照最新统计数据，全球每年的用电量大概是25万亿度，正好是“一斤”电的2000倍，即全世界每年要消耗“2000斤”电。也就是说“一斤”电只能供全世界用1/2000分之一年，约合4.38小时，这就是本题的答案。

引申一下：千万不要奇怪，全世界每年用这么多“斤”的电，这是个什么概念？有这么多的能源转化利用吗？

的确“一斤”电的能量并不小，我们都知道日本广岛“小男孩”原子弹的威力，把整个广岛夷为平地，

答案当然是能，前面咱们曾举过例子，太阳每秒中就消耗7亿吨氢，把其中400多万吨物质转化为以伽马射线为形式的能量，大约为3.86x10^26焦耳，大小相当于一秒钟内同时爆炸910亿颗100万吨级氢弹，这些能量全部辐射向太空。

根据太阳常数，我们地球仅获得其中的22亿分之一，大约为1.75x10^17焦耳，相当于500多万吨标准煤完全燃烧释放的能量。地球的反照率为0.3，就是说地球把30%的太阳辐射能量又反射回太空，只吸收70%，那也有1.225x10^17焦耳，相当于“2.7斤”电。一年下来就能吸收“八千五百万斤”电，而全世界每年用电量仅为“2000斤”（25万亿度），比起太阳给地球的能量实在不算什么。换句话说，太阳给全世界提供了的能量足够来转化生产电的，难就难在利用率和转化率，这已经不是我们本文的讨论内容，我的答案到此结束，欢迎评论。

物原爱牛毛1

根据国际能源署（IEA：International Energy Agency）的统计情况，2016年全球全年的电力消耗量为23032.86TW·h（TW=1012W），这一数值换算成以焦耳为单位约等于8.28×1019J（J是能量单位焦耳的符号），即全球每年消耗电能8.28×1019J。题主想要计算出一斤的电能是多少能量，关键在于电能不能以质量单位计算。那怎么解决这个问题呢？质量虽然与电能关系不是很密切，但是与能量有着紧密联系，即质能方程

，其中m代表质量，c是光速，E代表能量，这一方程是爱因斯坦在狭义相对论中提出的，该公式的意义物质的质量就是它自身能量的量度。我们可以用这个方程计算一斤物体所具有的能量，约4.5×1016J，因此一斤物体所具有的能量可以供应的时间为4.5×1016J/8.28×1019J=0.00054年=0.20天=4.8小时。 上述估算过程中，把电能看成了一种物体，虽然能量确实是一种客观存在，但把电能看做物质再估计其能量，这种方式显然不科学。此外，计算中假定了质量转换成能量的效率是100%的，因此计算结果会偏大。

注：回答中“1012”、“1019”、“1016”分别代表的是10的12次方、10的19次方、10的16次方，由于排版造成的不便，希望读者谅解。

wadefun

一斤重的电能供全世界用多少年呢？

第一次听说用“斤”来形容电能的，当然这可以有两种含义，毕竟能量是实实在在的，而爱因斯坦告诉我们质能是可以相互转换的，E=MC^2，这点脑洞估计烂大街了，咱今天换个思路，比如一斤电子的电荷有多少能量？

当然大家很清楚，再多的电子也不会流动，因为它们并不能自发形成定向流动的自由电子，而在金属导体上形成自由电子流动操作起来比较容易，施加一个电压即可！那么我们就以一个电子伏的能量来计算下，看看一斤电子伏特大概蕴含多少能量！

1eV=1e X 1V≈1.602x10^(-19) C·V=1.602x10^(-19) J

（代表一个电子经过1伏特的电位差加速后所获得的动能）

电子的质量为：9.10956×10^-31kg千克

那么一斤即可0.5KG电子有5.49×10^29个电子

那么一斤电子伏特的能量为：87929603625.2J

好像并不是一个特别大的数字，按一度电3.6×10^6焦耳计算的话，

大概也就：24424.9度电！假如这是一个电池的话，那敢情不错，比如最高端的特斯拉Model S P100D配置的就是100千瓦时（即100度电，续航482KM），假如换成一斤电子伏特的话，这续航力大概能达到117727.97KM，即续航11.7万千米！大概能绕地球3圈不到一点，看起来还是不错啊！

那么质能转换的100%高效率能产生多大的能量呢？

质能转换E=MC^2计算大约能达到4.49×10^16焦耳！

相当于：125亿度电能，看来质能转换还是秒杀一切！

星辰大海路上的种花家

电能的单位本来是能量单位焦耳，你说“一斤”？这是质量单位！

实际上，这也不能算错，在100多年前爱因斯坦提出的质能方程里，质量和能量不在是两个独立的物理量了，在一定条件下，它们之间还能相互转换。

那么，一斤能量到底有多少能量呢？它又能供全世界用多少年？

这个问题只要用质能方程计算一下就行了，质能方程对于很多人都应该很熟悉，它就是下面图里这个公式。

能量E和质量m通过光速c神秘地联系在了一起，这个公式的推导方法有很多，下面这种可以作为一种参考：

这里的一斤我这里认为是一公斤，这在中国的很多地方可能有些区别。

一公斤就是1千克，而质能方程里的质量单位也是千克，所以一公斤重的电能，对应的能量数值上E=c^2=299792458×299492458=9×10^16J，约等于250亿度电能，目前的世界仅在互联网（比较客观，其他方面有不确定性）上每年需要消耗2万亿度点。所以从量上来计算，一公斤的电能，只能够全世界的互联网消耗5天左右，而电能的消耗却远远不止用在互联网上。

關鍵字: 核外电子 科学 质子