按照质能方程,一根粉笔释放的能量,能够蒸发全部海洋吗?

1905年爱因斯坦在他的《论动体的电动力学》发表后没多久,就接着发表了一篇简短的论文,讨论物体惯性和能量的关系,而这篇简短的论文提出了后来大名鼎鼎的质能方程——E=mc²

按照质能方程,一根粉笔释放的能量,能够蒸发全部海洋吗?

这个方程形式并不复杂,然而却包含了极为深刻的内涵,简单来说就是质量和能量实际上是一回事,在数值上,质量一千克的物质相当于光速平方数值的纯能量(补充一句,我们在广义相对论中常说质量的存在导致时空弯曲,但实际上应当是质量与能量导致时空弯曲)。

由于真空光速大约为每秒30万公里,也就是3*10的八次方米每秒,因此在质能方程中,一点微小的质量与光速平方的乘积都是一个可观甚至庞大的数值,因此我们常说爱因斯坦的质能方程告诉我们,微小的质量也包含着庞大的能量。一个非常恰当的例子就是人类研制的核武器,比如原子弹、氢弹,巨大的威力正是质能方程的体现。

按照质能方程,一根粉笔释放的能量,能够蒸发全部海洋吗?

但这里所说的庞大也仅仅是相对于人类日常生活而言,虽然质能方程显示出质量蕴含的能量非常大,但我们不要忘了,方程中的系数毕竟是一个固定值,而非无穷,因此明确的质量对应的能量数值也是固定的,只不过核弹所体现出的破坏已经远超人类日常想象,因此有不少人甚至轻信一些诸如人类所拥有的核武器足够将地球摧毁数次的谣言(实际上人类拥有的核武器也只够摧毁自己而言,对于地球来说,顶多是在身上划上几条极其轻微的皮外伤而已)

因此有人就举例了,问如果一根粉笔释放出全部能量,是否能将地表上的海洋全部蒸发呢?

这个问题实际上很简单,只要一些计算即可,而计算结果通俗的说出来就是:一根粉笔按10克算,全部转化为能量,其数值也仅仅为太阳每秒释放的能量的4400亿分之一,而太阳每秒释放的总能量足够将地球上六分之一的海洋全部蒸发殆尽,因此一根粉笔即便全部转化为能量,也只能将上万亿分之一的海洋蒸发,这点数量,基本可以忽略。

按照质能方程,一根粉笔释放的能量,能够蒸发全部海洋吗?

但借由这个问题,我们再多说几点。实际上,质量全部转化为能量,除了正反物质湮灭之外,人类还没有办法实现,就拿核聚变(氢弹原理)来讲,其质能转化率也不过百分之0.7而已,也就是说即便这根粉笔发生了核聚变反应,那么它所释放出的能量将会更少(这里的更少是相比于太阳每秒释放的能量,或者是能够蒸发海洋的能量相比)。

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页面更新:2024-03-08

标签:粉笔   方程   爱因斯坦   能量   海洋   氢弹   核武器   光速   微小   弯曲   数值   庞大   人类   太阳   质量

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