質能公式 E mc 是否意味著 只要乙個粉筆頭,就有能燒開夠地球人 100 年喝的開水的能量?

時間 2021-05-07 00:26:55

1樓:James H

理論上計算出來確實如此。但要把乙個粉筆頭完全轉化為純能量是非常困難的,至少在可見的未來是絕不可能的。也許100萬年後人類會具備這個能力。

那時候人類就有足夠的能量以準光速在宇宙中自由翱翔了。

2樓:阿烏卵

雖然講的是核物理範疇,我還是要以現代化學的知識來回答這個問題。

即便是乙個物質的內能,尚不能全部對外轉化。何況是「質能」。化學、或者說統計分子物理範疇有一些物理量可以解釋:熵、焓、

3樓:14a

由於能量損失等各種各樣的原因,乙個粉筆頭理論上絕對不能解決燒開地球人100年喝的開水的問題,這點各位大佬都已經證明過了。

但是解決這個問題還有另乙個角度,如果地球人100年喝不了多少開水,事情就變得簡單起來了。

根據質能公式,我不用算都能知道乙個粉筆頭的質量足夠毀掉全人類。

所以乙個粉筆頭雖然不能解決地球人喝100年開水的問題,但可以解決地球人這個問題,從而解決喝開水的問題。

但這個方法太費事了,再換乙個角度,粉筆頭不一定是粉筆頭,它還可以包含多孔的粉筆頭中的一些氣體,畢竟粉筆頭裡面不是真空的。

這又出現了兩點,第一點,當我把粉筆頭里的氣體用掉後,粉筆頭里不可能是真空,裡面又會重新填充氣體。第二點,粉筆頭里可以是氣體,也可以是液體,當然固體也是可以的,不過固體不能自動填充,我們將粉筆做為燃料的載體,如此一來,只要燃料沒有限制,不要說100年,想燒多久燒多久。

你以為這就完了?我們還可以簡化一下。

首先水燒開是有沸點的。

其次這個沸點是可變的。

略微懂一點的朋友可以知道,水在不同的壓強下沸點是不同的,比如高原上燒水巴拉巴拉。所以我們需要製作乙個特定的壓強倉,按照題目的要求,粉筆頭只需要提供讓水燒開的能量,這個問題就很好解決了。

就這?就這?

就這?我覺得還可以再簡化一下。

因為題目的要求是讓粉筆頭提供讓水燒開的能量,其中並沒有說水所處的環境。

從今以後一百年,每當人們想燒水的時候,都會先想到乙個粉筆頭,科學家認為是這個粉筆頭讓人類產生了燒水的動力,是粉筆頭提供了燒開水的能量。

——論如何用粉筆頭燒開地球人100年的水

4樓:我的盲僧姓愣頭

質能方程只是相關物理量之間相互裝化乙個充分條件,不是必要條件。換句話說,只是滿足這個方程,至於質量能不能變成能量,是另外一回事。

5樓:bkb

還有個很經典的公式 R=U/I

是不是可以說我拿乙個高壓電劈乙個乾電池就可以把乾電池的電阻變得特別大

你以為質能公式裡自變數是m 實際上他是e啦你可以把相對應的能量加成到一根粉筆上讓他變成兩根粉筆的重量也可以把加成到兩個粉筆的質量的粉筆變成一根粉筆的重量同時釋放那麼多能量但你不可能把一根粉筆的重量變成半根粉筆並釋放出相應的能量 (重量記得看成質量我這是打字習慣都打成重量了)

6樓:馮騰

看看這個,和粉筆是一回事嗎

如果一塊橡皮裡所有的電子在一瞬間消失會怎麼樣?

知乎使用者:如果一塊橡皮裡所有的電子在一瞬間消失會怎麼樣?

7樓:NaN

質量能夠轉化成能量,但是不是所有的質量都能轉化。

如果一根粉筆完全消失,完全轉化成能量加熱周圍的空氣,那麼它放出的能量的確會是非常可觀的,但問題是,我們能夠讓一顆粉筆損失100%的質量嗎?

在講核反應之前,先講一下核反應為什麼能放出能量。首先原子核是由質子和(或)中子結合到一起形成的,讓兩者結合到一起的,是「強相互作用」。

我們先想象一下假如空間中只有自由質子和自由中子,那麼自由質子和自由中子「被強相互作用結合」的過程一定會使得強相互作用的勢能降低,就像高空的物體落到地面時,引力勢能會降低。根據能量守恆,這一部分能量被轉化為了其他能量

原子核中的束縛質子和束縛中子的能量比自由質子和自由中子更低,而就像質能公式中提到,更低的能量意味著更低的質量,因此原子核的質量比自由質子和自由中子的質量更低。這一部分虧損的質量被稱為質量虧損

強相互作用一般來說不能提供無盡的能量,就像一般來說物體落到地面之後不會再繼續下落一樣。我們一般會把鐵56的質量虧損視為核反應造成質量虧損的極限。

那麼我們再考慮另乙個問題。在核反應中,中子可能通過beta衰變變為質子,質子可能通過正電子衰變或軌道電子俘獲變為中子,但是,中子和質子的總數是不會變的。這叫做重子數守恆

某些物理理論預言了一些破壞重子數守恆的途徑(比如質子衰變),並且宇宙學認為我們的宇宙很可能曾經經歷過重子數守恆的破壞(重子生成),但是,這些被預言的路徑從未在實驗中被觀測到

所以你不太可能通過核反應將粉筆的質量完全消耗掉,而由於重子數守恆,你更不太可能通過任何方式讓這根粉筆完全消失。

8樓:血小板

初中物理。

乙個粉筆頭?不,我們大方一點,把一整根粉筆都拿給科學家燒水!

為了讓這個粉筆頭完全轉化成能量,我們還需要一根反粉筆。

一根粉筆有多重?粉筆主要成分是硫酸鈣,這玩意常溫密度是2.3g/cm3。

一根粉筆的體積5cm3,計算可得一根粉筆不到13g重。咱們就按13g算。那麼兩根粉筆一正一反就是26g。

暴力計算(暴力?)可得這倆玩意可以釋放2336763464715725J能量。

水的比熱容為4200J/kg。設要燒開的水初始溫度是25℃,在300m海拔的平原上水的沸點為99℃,設能量轉化率是80%,暴力(暴力?)計算可得能燒開水的質量為6954653168kg≈7000000t水。

假設乙個人一天喝0.002t水,這些水夠地球上80億無情的喝水機器喝多長時間呢?0.4375天。差不多11小時。

害,E=mc方本來也不是研究出來讓你拿粉筆頭燒水的。

9樓:楊昇山

不要相信愛因斯坦的相對論,它是乙個思維方式錯誤的理論,只求能夠解釋運動現象不求解釋的是不是合理。在解釋運動現象時,把胡亂使用數學公式作為忽悠人的絕技。質能公式就是使用胡亂使用數學公式的方法得到的。

不值得相信。

乙個簡單的例子就可以讓你認清相對論。那就是如何測量入侵敵機的運動速度。對於宇宙中飛行的μ介子,是不是可以看出入侵的敵人的不明飛行體呢?

而使用相對論解釋μ介子的運動現象時,就是要[依據洛侖茲變換]的。在不知道被測物體的運動速度的情況下怎麼能使用所謂的洛侖茲變換?

10樓:123

完全釋放乙個粉筆頭所蘊含的所有能量,按如下步驟,一步步來1,首先造乙個對撞機,能把質子打碎的那種;

2,把粉筆頭碾碎成分子級別,再用超高溫加熱至分子解離,直到全部轉化為原子為止;

3,把原子核放入對撞機,用中子轟碎,然後收集粉筆殘骸,一點也不能浪費;

4,重複3步驟直到全部原子核已經分解為質子或中子;

5,轟碎質子和中子;

6,重複迴圈第五步,直到它們蘊含的能量都變成電磁波。

11樓:自學生

我學習和研究自然時間規律和人為時間標準。發現了E=mC2的時間標準原理方程,是6份元點方向半徑*1和10兩性時間*6份圓周半徑方向=36和360兩性時間統一標準,都是6電壓*6電流*1和0的36有和無,都是地面下方引力時間,和地面上方引力速度時間統一標準,都是大電壓和無電流和大電流無電壓時間,和大電壓*大電流*1和10的時間和金線的時間質量………等等的兩性時間三份統一標準原理系統模型。

12樓:

數量級差得太多了。

不過呢,如果嘲諷完題主就完事了,未免也太不知乎。既然有了這麼個問題,不如來琢磨琢磨,乙個粉筆頭的質量,如果全部轉化為(不限形式的)能量,能供多少人喝水。

從工程的角度,來算算理論上能做到的最好成績。

首先,把全部熱量都直接用來加熱,太浪費了,空氣能熱水器了解下?我們假設這個環境初始溫度293K,準備把水加熱到373K,根據卡諾定理,我們最多可以利用1份能量從環境處進行「搬運」,得到4.66份的熱量。

其次,我們要喝的不是開水,而是燒開後冷卻下來的水,這份熱量直接散失也太浪費了,完全可以用來對準備燒的冷水進行預熱。

這樣呢,穩定運轉的情況下,我們只需要把水從T0加熱到T2。如果不是很在乎效率的話,T2-T0低至1度之內都行。

粉筆一般長105mm,一根十幾克,粉筆頭我們算它3g,全部折算成能量270TJ。利用熱幫浦最多可提供1259TJ的熱量。如果T2-T0為2度的話,大約能提供1.5億噸涼白開。

除去進食攝入的水,乙個成年人一天大概要喝1.5公升水,一年大約要喝0.55噸,所以我們解決了2.7億人喝一年涼白開的需求。

當然,這個估算仍然不嚴謹。沒有算中間損耗,也沒有考慮理想的卡諾熱機並不存在(當然足夠大規模的熱機效率已經很接近卡諾熱機了),也沒有考慮水幫浦需要的能量。

雖然距離題主的目標仍然很遠,但至少跟直接燒水相比,我們多提供了上百倍的飲水,用來作為拋磚引玉應該還算可以了。

13樓:Nemo China Gao

嚴謹的說法是用「粉筆頭大小的某種物質,在利用其全部質能能後,可以提供......」

抬個槓就是你是人民,人大代表從人民中選出,但不一定你就是人大代表。質能公式沒有說任何物質的任何質量都可以轉化為能量,也沒有說條件。即使這條定理是正確的,人類目前也沒有尋找/製備類似物質的能力,以及完成這類轉化的條件。

現在可以知道的是通過核聚變或者核裂變,產生的能量與損失的質量基本符合這一定律。

14樓:星零

裂變與聚變的能量轉化大概在1%。

也就是說1克的粉筆頭泯滅完全轉化成能量相當於100克利用得當的聚變裂變材料。

100克的聚變彈與裂變電站顯然沒有這麼大的能量。

況且水可是自然界比熱容最大的物質。

泯滅其實和聚變裂變拉不開差距,它只不過是一種理想的燃料,體積小,存放不難,想用多少直接拿來一碰就行了。

人類需要的不是高效的燃料,而是足夠多,足夠便宜的燃料。

15樓:讀書人

我覺得這個理論是一定的,根據熱力學第二定律,宇宙終將湮滅於乙個恆溫環境,而粉筆頭也已經散發完體內原子的能量歸於虛無。不過這些能量人類大概率利用不來罷了

16樓:歐陽閏水

本質上,粉筆的能量就是個低品位的能量,劣質的能量。

我們利用能量並不是利用能量本身,而是利用高品位能量向低品位的能量的轉化過程。能量本身是守恆的,我們利用的是熱力學熵增的過程。

你得找到能比粉筆更低品位的能量形式,才能利用能量。

比如反物質?可惜造出反物質的消耗的能量更多。

比如核電站,本質燒開水,在冷卻的過程發電。發電過程不僅用了熱源,還利用了海水這個近乎無窮的冷源,沒有海水這個冷源,也是無法發電的。

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