质能公式E=mc2 是否意味着:只要一个粉笔头,就有能烧开够地球人100年喝的开水的能量?( 二 )


质能公式E=mc2 是否意味着:只要一个粉笔头,就有能烧开够地球人100年喝的开水的能量?

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要制造出一个粉笔的反物质是几乎不可能的事情 。因此 。也就不可能通过湮灭的方式来实现能量的完全转化 。
假设我们忽略这些 。并且找到了办法 。可以制造出粉笔的反物质 。那制造出来的这些能量是不是够烧开地球人100年喝的开水的能量?
如果我们按照一根粉笔是2克的重量来算 。那么根据质能方程 。2克的粉笔完全转化成能量就是1.8*10^14J 。
【质能公式E=mc2 是否意味着:只要一个粉笔头,就有能烧开够地球人100年喝的开水的能量?】
质能公式E=mc2 是否意味着:只要一个粉笔头,就有能烧开够地球人100年喝的开水的能量?

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而如今全球人口大概是70亿 。每个人每天正常的饮水量是1500到2500毫升 。我们就按照2L来算 。如果都是把水从25度提升到100度 。那么根据公式 。我们计算得到一个人一天烧开水所需要的能量E是630,000J 。那么70亿人365天烧开水所需要的能量就是1.6*10^18J 。100年所需要的能量就是1.6*10^20J 。
质能公式E=mc2 是否意味着:只要一个粉笔头,就有能烧开够地球人100年喝的开水的能量?

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也就是说 。即便是把粉笔全部转化为能量 。这个能量要比全球人口100年烧开水所需要的能量小6个数量级 。把粉笔的能量全部转化成能量仅仅能供给5000人100年烧开水所需要的能量 。如果要供给全球人口100年烧开水所需要的能量 。那大概需要把10万根粉笔完全转化成能量 。但这也是忽略了科技水平是不是可以达到这个水准 。
核聚变反应
很多人会说 。既然湮灭这条路没法做到 。有没有可能用核聚变反应的方式?
在核聚变反应中 。氢元素的核聚变反应是最高效的 。反应前后也仅仅只有不到1%的质量以能量的形式市释放出来 。意味着这比用湮灭的效率低了2个数量还要多一点 。
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而粉笔的主要成分是硫酸钙 。并不是氢 。因此 。即便是我们想尽一切办法让粉笔进行核聚变反应 。这个效率也会远远低于氢元素的核聚变反应 。因此 。这样的效率就会更低一些 。假设完全湮灭的能量都完全不够 。更不要说这种低效的核聚变反应了 。因此 。核聚变反应这条路也是行不通的 。目前来看这条路径的技术也依然是达不到的 。那还有什么办法?
把粉笔扔进黑洞
人类在发射深空探测器时 。发射出的探测器速度并不快 。但科学家想到了利用大型天体引力弹弓的特点来给飞船加速 。比如:在科幻片《流浪地球》中 。电影里的地球人也想利用木星的引力弹弓效应来给“流浪地球”加速 。
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大型天体的引力是可以给做功的 。如果我们找一个引力巨大的天体 。然后从这个天体上往下丢粉笔 。那么粉笔在掉落过程中 。引力势能就会转化成其他的能量 。比如 。如果我们在地球上扔铅球 。铅球会在地上砸一个“坑” 。这个“坑”就是铅球引力势能转化成物体的动能导致的 。
如果我们选择“黑洞”来释放粉笔 。而且是把粉笔碾碎朝着黑洞扔 。那在粉笔灰掉落到黑洞时 。由于黑洞的引力巨大 。因此 。就会巨大的引力势能被释放出来 。这些引力势能最终会引电磁辐射和中微子辐射释放出来 。然后我们拿一个接收器把这些能量接收下来就可以 。
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在这个过程中 。释放出来的引力势能可以达到完全湮灭时的10%左右 。要比核聚变反应更加高效一些 。如果我们可以把100万根粉笔碾成渣 。朝着一个黑洞抛过去 。并且可以把这些能量都回收 。那么这些能量就会够全球人口100年烧开水所需要的能量 。
其他观点:
“根据狭义相对论 。质量和能量是同一事物的不同表现形式 。对于普通人来说 。这是一个比较陌生的概念 。”——爱因斯坦
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这个说法其实就是相对论里的质速关系 。而这个质量的增加其实就是物体动能的增加所变现出来的物质总能量的增加 。而不是真的质量会增加 。因为质量这个物理量是一个物体所固有的本质属性 。并不会因为运动速度的变化而变化 。
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