既然E=mc^2那么我烧了氢气和氧气我就得到了水,里面的原子都没变啊,那么损失的那么一点点质量去哪了

我们都爱想念熊


质能方程我们都知道E=mc^2,这个方程有说“在化学反应中不成立”吗?

并没有!这说明质能方程同样适用于化学反应。事实上,我们通常所说的“化学反应并没有损失质量”只是“没有必要考虑损失的质量”,因为太微小太微小了,电磁力相对于原子内部的强核力来讲太微弱了,完全可以忽略不计!

质能方程是需要考虑相对论效应的,在这种效应下,物体质量也分为静止质量和运动质量两部分组成,我们所说的化学反应质量并没有变化,指的是静止质量没有变化。但运动质量是有变化的,因为粒子在不同运动状态下的质量(运动质量)是不完全相同的。

氧气和氢气燃烧之后虽然原子并没有什么变化,用化学公式来看也的确如此:2H2+O2=2H2O,看起来一切都没有变化!但实际上是有某种变化的。在燃烧过程中,电子的轨道半径已经发生了改变,电子会跃迁到靠近原子核的轨道,同时释放出能量,这个过程中确实损失了非常少的一丢丢质量,可以根据相对论效应计算出来。

能量即质量,质量也是能量,两者就像一个东西的两面性,是完全等价的。

可以用E=mc^2计算一下,氢气和氧气燃烧释放的能量换算成质量实在少得可怜,这种能量与原子核内部的强核力比较完全可以忽略不计。所以通常情况下,我们会认为E=mc^2只适用于核反应,实际上E=mc^2适用于一切能量和质量转换的反应!

不然的话,E=mc^2这个公式就会加上一个前提:不适用于化学反应!


宇宙探索


质能方程是物理过程。氢气和氧气反应生成水是化学反应过程,这个过程和e=mc^2没有关系。楼主应该是想问过程中产生了光和热是质量损失转化而来的吗?这些热和光是由于电子能级跃迁产生的。氧气是两个氧原子共享两个电子形成的稳定结构,氢气是两个氢原子共享一个电子形成的稳定结构。燃烧变成水后,以前的两个氢原子离婚,以前的两个氧原子也离婚,然后这两个离婚后的氢原子都嫁给了氧原子。他们三个一共共享了两个电子。这个过程电子的能级从高能级跃迁到了低能级,产生了光和热。但是原子的个数和类型都没有发生变化,质量守恒。

再补充一下,有些观点认为这个过程产生的能量变化应该符合质能方程,引起了了质量的变化,只是变化量特别小而已。我认为这种观点不对。质能方程是衡量质量和能量之间转化时的量级关系,但是不意味着所有热能都是通过质量转化而来的。在题主的例子里,这些热能是电子的能级跃迁产生的,本质是电子的动能加上电子和原子核之间的势能变化产生的。这个过程每个电子和原子核的质量都没有发生改变,数量也没有改变。因此理论上质量应该是不变的。

再补充一下,谈到质量有没有发生变化,这里说的是必须是静止质量,不然这个问题没法回答。因为质量不是物质的固有属性。物质要获得恒定加速度的力与质量之间不是线性关系。牛二定律仅适用于宏观世界。运动质量和物质的运动速度有关。


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就目前的科技水平而言,认为你这个反应是没有质量损失的,但是有能量变化,燃烧反应是放热反应,热量以辐射的方式散发了。

但是,如果我较真一点,我觉得辐射出去的热量就是损失的质量,只是这个质量很小很小,我们现在不把它定义为质量而已。