化学反应中质量真的不会改变吗?
早在1756年俄国科学家罗蒙索夫就发现了质量守恒定律,描述起来也不难,即在化学反应中参与反应的所有物质质量总和等于反应生成后的质量总和!这在一般意义上来理解一点毛病都没有,但在严谨的科学问题讨论中却似乎存在一些问题!
因为我们还学过爱因斯坦的质能方程E=MC^2,当然这个方程一般情况下是应用在裂变或者聚变中质量丢失时计算能量用的,尽管质能相等,但我们并不能做到将能量转换为质量!但事实上这里有一个概念必须要了解,即能量不会无缘无故的产生,它总有一个来源,因此我们在考虑能量转换的过程中必须要加入对质量的考虑!
质能方程的推导必须要用到狭义相对论中的质速关系,当然这可以洛仑兹变换中得到,因为惯性系中的物质惯性质量并不是一个恒定值,质量是会随着速度变化而变化的!当然这扯远了,我们继续回到化学反应中的质量变化来!不过我们要认识到一点,能量是可以和质量存在关系的,能量的改变必然会随着质量的重新分布!
化学反应过程中,分子破裂成原子,原子的外层电子会重新分布,电子能级的改变必然会有能量的改变,因为只有能量才会使电子能级发生相应的增加或者减少,那么必然会引起质量的改变!
当然我们根据这点能量的变化来计算质量变化时,由于光速的平方是一个天文数字,因此改变的质量几乎可以忽略不计,并且在一般计算中确实也是忽略的,当然我们也不妨举个简单的案例,说明下质量会减少多少:
目标:计算一吨TNT爆炸后产生的质量变化
一吨TNT能量为:4184000000焦耳
根据质能公式,那么丢失的质量M=4184000000焦耳/C^2=4.66×10^-8千克
但这只是一个计算值,我们很难用实际的工具来衡量这个质量,因此在宏观意义上我们都是忽略的,各位在化学反应中继续遵守质量守恒定律没毛病!