两斤盐放进一斤水中后的重量(一斤盐有多少)

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综述我们都知道质量守恒是自然界的一个基本的定律,有人曾经做过这样一个实验,把一斤盐放到一斤水中,然后进行称重,他们惊奇的发现,称重的结果总是比两斤要小。就是说一斤盐溶于一斤水总是难以得到两斤的重量,这究竟是怎么回事?这是不是意味着质量守恒定律被打破了呢?一斤盐溶一斤水?其实一斤盐溶于一斤水,这个命题本身就是一个陷阱,两斤总数到底是什么?总重是水是盐水,还是综合物质,还是未溶解的盐和水的混合体呢?

综述

我们都知道质量守恒是自然界的一个基本的定律,有人曾经做过这样一个实验,把一斤盐放到一斤水中,然后进行称重,他们惊奇的发现,称重的结果总是比两斤要小。

就是说一斤盐溶于一斤水总是难以得到两斤的重量这究竟是怎么回事?这是不是意味着质量守恒定律被打破了呢?

两斤盐放进一斤水中后的重量(一斤盐有多少)

一斤盐溶一斤水?

其实一斤盐溶于一斤水,这个命题本身就是一个陷阱,两斤总数到底是什么?总重是水是盐水,还是综合物质,还是未溶解的盐和水的混合体呢?这个问题是值得考究的。

在讨论问题的时候,我们也要结合实际的去考虑可操控的实验空间,如果一斤盐中的盐是食用盐的话,那么很显然一斤食用盐是无法溶于一斤水的。

两斤盐放进一斤水中后的重量(一斤盐有多少)

因为普通的食盐在20度的情况下溶解为36克,也就是说每100毫升的水中最多溶解36克的食用盐。

一斤的水是500克水的,密度在20℃的情况下接近每毫升一克,也就是说大概500毫升的水最多只能溶解180克食盐,所以把一斤盐放到一斤水中,即便搅拌的时间足够长,也还是会剩下很多无法溶解的,这个时候不管怎么用秤称盐水的质量肯定是不足两斤的。

两斤盐放进一斤水中后的重量(一斤盐有多少)

其次我们要考虑的是人为或者是其他因素造成的误差。产生误差的因素有很多,比如说促进实验溶解速度的方法,很多人会通过快速搅拌的方法来加速,使食盐能够更加快速、更加充分的溶解于水。

但是这种方法很可能让水粘在杯壁上,或者水在玻璃棒搅拌的过程中溅出。这些水珠可能是我们肉眼无法看到的,不过这些水珠也是具有质量的,所以说这种误差便是在搅拌的盐水的过程中产生的。

那么有人会说我不搅拌它等它慢慢的溶解行不行?其实也不行,因为随着时间的流逝,水会蒸发到空气中形成水蒸气,在一个敞开的器皿中放上三五天,可能连水都不见了,所以说我们还得考虑空气中可能会有物质或遇到水或盐水中这些因素都会影响最终的一个测量结果。

两斤盐放进一斤水中后的重量(一斤盐有多少)

如果说真的想要知道一斤水加上一斤盐最后形成的一个盐水和盐的综合体的重量到底有多重的一个精确的结果,我们必须把它装在一个重量已知等密闭空间并且确保这个容器本身不会和空气中的物质发生任何的反应。

比如说我们日常生活中可以选择一个简单的有盖口的塑料瓶。

并且在装入盐和盐水中,我们要关紧塑料瓶,这样的话称出的重量才是误差比较低的。

两斤盐放进一斤水中后的重量(一斤盐有多少)

当我们跨过这些陷阱,并且确定好测量的环境和条件,我们就可以开始正式测量一斤盐放入一斤水后的盐水重量了。

但其实研究人员就算把以上的所有因素全部都注意到了,将一斤盐放入一斤水后,重量也基本不是两斤的。

这又是为什么呢?其实这种现象并不意味着质量守恒的自然定律被打破了,我们从大物理学家爱因斯坦的质能公式里就可以找到答案。

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质量即能量

爱因斯坦的质能公式家喻户晓,很多人其实对这个公式都存在着一定的误解,他们认为这个公式是指质量和能量可以随时随地的转化成能量。

实并不是这样的,它是指质量和能量原本就是同一种东西,质量可以以能量的形式释放出来,反过来能量也可以以这样的形式存在。

有这样的一个例子,人类历史上第1次探测到引力波,据说13亿光年外有两个黑洞,一个质量为29个太阳的质量,另一个质量为36个太阳的质量。二者高速旋转最终合并为一个质量为62个太阳质量的大黑洞。

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其中亏损的三个太阳质量就以能量的形式释放了出来。三个太阳质量的完全转化为能量,这个能量是很大的,以至于我们在13亿光年以外都可以探测到这个引力波。

反过来能量也可以以质量的形式存在,其实质子是由两个上夸克和一个下夸克组成的,如果按照质量守恒,质子的质量就应该等于三个夸克的质量之和。

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但其实不然,质子的质量有一部分来源于夸克之间的结合能。三个夸克通过交子在强相互作用下构成了质子,在微观领域这样的例子还有很多很多,既然我们已经知道了质量和能量是等价的。

那么在微观领域有很多粒子质量单位,我们可以用电子伏特来表示,很显然电子伏特是能量的单位。

在这个地方它也可以用作质量的计量单位,其实智能方程的应用还有很多,比如说后来为制造原子弹提供理论基础,也为微观领域研究微观粒子的质量提供了保障,后来智能方程也被选入了人类最伟大的十大公式之一。

两斤盐放进一斤水中后的重量(一斤盐有多少)

因为我们无法确定盐的温度和水的温度保持一致。假设环境的温度约为30℃,而烧杯中盐水的混合物的温度约为20℃的话,此时环境的温度就会影响到盐水。

盐水在这个时候会吸收能量,从而使得自己的温度和环境处于平衡的状态,此时盐水就像是从环境中偷取了一部分。

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质量如果说能用十分精准的秤去称量的话,你会发现它的质量这个时候是大于两斤的。而我们做实验中,盐的盐水的混合物的质量总是小于两斤,就是因为实验室的温度是低于盐水的温度。

那么这个时候盐水就会主动释放出来一部分能量,从而和环境的温度达到一个平衡的状态,这个时候盐中的一部分质量逃到了空气中产生了热量,这就会导致它的重量怎么也得不到两斤。

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结语

一斤盐溶一斤水,看似是一个再简单不过的一个实验却隐藏着质能转换的奥秘,做实验是探索科学规律的必要途径,我们在探索的过程中也要时刻的保持一颗严谨的实验态度。

对于一些固有的公式和规律,我们也要进行深刻的理解,这样才能更好的去探索科学世界的奥秘。

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