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?( 三 )

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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其中化学反应和核反应是物质释放能量的过程 。而在粒子加速器中是我们人类目前人为用能量创造物质的过程 。例如 。我们同时加速两个质子使其达到非常接近光速的速度 。那么这两个质子除了自身的静止质量以外 。也会拥有非常大的动能 。如果将这两个质子相撞 。我们就会得到三个质子和一个反质子 。如果我们把创造出来的粒子的动能加起来 。就会发现它们所拥有的动能要比之前两个质子的动能小的多 。那么损失的动能去哪了?其实就是转化为了物质 。也就是一个质子和一个反质子 。这个损失的能量就等于质子和反质子的质量乘以光速的平方 。
这就是能量创造物质的过程 。下面再说物质质量到能量的转化过程 。
先说下化学反应
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因此我们当时也认为物质的质量是守恒的 。这其实是我们科学发展阶段认知的局限性 。现在我们知道 。化学反应只会发生在原子的电子层面 。而决定原子种类、数量的原子核并不会在化学反应中发生反应 。不过原子外层电子结合方式的改变 。也就是化学键的断裂和重组是化学反应中释放能量的关键 。在这个过程中能量的释放 。也会让物质损失极小的质量 。一般很难察觉 。因为毕竟损失很少的质量乘以光速的平方 。就会带来非常可观的能量 。
不过粉笔的主要成分为碳酸钙(石灰石)和硫酸钙(石膏) 。或含少量的氧化钙 。硫酸钙十分稳定 。不宜发生化学反应 。碳酸钙、氧化钙可以和酸、水发生反应 。不过这点物质所发生的化学反应释放的能量微乎其微 。基本可以忽略不计 。
再说下核反应
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粉笔的成分我们刚才已经说了 。其中包含碳、氧、钙、硫元素 。这些元素都在铁元素以下 。这说明它们可以继续通过聚变的形式释放能量 。不过聚变生成的元素越重 。释放的能量也就越小 。而且我们人类目前也没有掌握可控的核聚变 。随意想要通过核能利用粉笔中蕴含的能量是行不通的 。
不过还有希望 。反物质湮灭
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而且正反物质之间的湮灭是瞬间发生的 。无法进行有效的控制 。能量集中快速的释放会给地球造成毁灭性的灾难 。以广岛原子弹爆炸为例 。其损失质量约为0.6~0.7g 。就造成了数十万人的死亡 。而一枚粉笔大概重200克 。你仔细品品!
总结下
通过物质损失质量来释放能量是我们人类获取能量的方式 。而我们现在还局限在化学能源上 。核能也没有完全的掌握 。所以理论是美好的 。现实往往很残酷 。

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