既然E=mc^2那麼我燒了氫氣和氧氣我就得到了水,裡面的原子都沒變啊,那麼損失的那麼一點點質量去哪了?-zhakan的回答-悟空問答

我們都愛想念熊


通常情況下,我們說的質量守恆是低速或靜止狀態的質量守恆。化學反應並不改變原子類型,而是改變原子的組合方式。從化學式中可以看出,所有的原子前後都不變,那也就意味著各原子的能量和質量也是不變的。而化學反應前後,原子的結合當方式改變了,這種結合方式的改變產生了能量,我們稱為結合能。但實際上,該反應是放熱反應,而高溫的物質會以電輻射的方式進行熱傳導,釋放出光子,因此一部分質量轉化成了光子的質量(即質量虧損),但這部分質量很小可忽略不計。根據愛因斯坦的結論,光子質量與光頻率有關,但光子的質量很小是肯定的,因為一個光速的粒子其質量是無線大的,所以能夠達到光速的物體質量為零,接近光速的物體其質量也接近於零。

對於核裂變,也同樣遵循質能(質量)守恆。當一組粒子組成一個靜止的物體,由於各粒子間存在相互作用能和動能,因此這個靜止的物體能量不等於一組粒子的能量之和,這兩者之差為結合能。同理,靜止物體的質量也不等於組成靜止物體的各粒子質量之和,兩者之差我們稱為“質量虧損”。很多人認為核裂變反應中質量不守恆,一部分質量轉化成了能量,這是一種誤解。因為質量和能量是一個物體屬性的不同描述方式,這兩者之間不存在相互轉化的問題,換句話說,質量就是能量,能量就是質量,只不過我們人類為了更好的描述就對它們進行不同的描述和定義,就好比水和冰,它們是同種物質的不同表現形式,如果忽略其形態,我們可以認為水就是冰,冰就是水。核裂變時,當一個粒子以高速轟擊一個重原子核時,導致被重原子核質量減輕,同時產生了高速的中子。在此過程中,重原子核質量虧損,產生的中子由於高速飛出質量(或能量)變大,因此產生鉅額能量,但反應前後總質量(或能量)不變。我們不能簡單的理解E=mc^2,認為核反應前後是重原子核質量虧損導致了能量產生,實際上質能方程有不同的寫法,但其解釋的科學規律都是質能守恆,這是對質量守恆的一個具體的補充,本質上這依然屬於質量守恆。打個比方,我們用子彈射擊一塊靜止的玻璃(好比重原子核),玻璃碎裂一個大塊和很多小塊(好比輕原子核和高速中子),只要我們把所有的碎片拼起來,它還是一個完整的玻璃。我們不能認為,擊碎玻璃的能量是由於整塊玻璃破裂成小玻璃導致質量減少而產生的,實際上是因為子彈的作用,而且整個體系質能(質量)守恆不變。


zhakan


質能方程是物理過程。氫氣和氧氣反應生成水是化學反應過程,這個過程和e=mc^2沒有關係。樓主應該是想問過程中產生了光和熱是質量損失轉化而來的嗎?這些熱和光是由於電子能級躍遷產生的。氧氣是兩個氧原子共享兩個電子形成的穩定結構,氫氣是兩個氫原子共享一個電子形成的穩定結構。燃燒變成水後,以前的兩個氫原子離婚,以前的兩個氧原子也離婚,然後這兩個離婚後的氫原子都嫁給了氧原子。他們三個一共共享了兩個電子。這個過程電子的能級從高能級躍遷到了低能級,產生了光和熱。但是原子的個數和類型都沒有發生變化,質量守恆。

再補充一下,有些觀點認為這個過程產生的能量變化應該符合質能方程,引起了了質量的變化,只是變化量特別小而已。我認為這種觀點不對。質能方程是衡量質量和能量之間轉化時的量級關係,但是不意味著所有熱能都是通過質量轉化而來的。在題主的例子裡,這些熱能是電子的能級躍遷產生的,本質是電子的動能加上電子和原子核之間的勢能變化產生的。這個過程每個電子和原子核的質量都沒有發生改變,數量也沒有改變。因此理論上質量應該是不變的。

再補充一下,談到質量有沒有發生變化,這裡說的是必須是靜止質量,不然這個問題沒法回答。因為質量不是物質的固有屬性。物質要獲得恆定加速度的力與質量之間不是線性關係。牛二定律僅適用於宏觀世界。運動質量和物質的運動速度有關。


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就目前的科技水平而言,認為你這個反應是沒有質量損失的,但是有能量變化,燃燒反應是放熱反應,熱量以輻射的方式散發了。

但是,如果我較真一點,我覺得輻射出去的熱量就是損失的質量,只是這個質量很小很小,我們現在不把它定義為質量而已。


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