一斤鹽溶於一斤水,得到的鹽水是兩斤重嗎?如果不是等於兩斤重的話,那麼是否說明質量守恆定律是錯的呢?
真的會有人去做實驗,將一斤鹽放入到一斤水當中,但是得到的結果往往不會等於兩斤,這是為什麼呢?我們知道如果我們將一斤鹽和一斤鹽放在一起,基本上就會得到兩斤鹽,為什麼放入到水裡產生的結果會不同呢?這是秤壞了,還是質量守恆定理其實是錯的呢?
鹽的溶解
如果我們默認使用的鹽是食用鹽的話,那麼一斤水能將一斤鹽都溶解了嗎?初中生都會告訴你這是不行的。在20℃的水裡,100g的水最多只能溶解36g 的氯化鈉(食鹽),也就是說500g的水也只能溶解180g的食鹽,還會有剩下的320g食鹽在底部沉積。一般來說,溫度對溶解度有一定的影響,但是對於氯化鈉來說,溫度的提升對溶解度的影響很小。
毫無疑問的是,加了鹽的水,會比之前的水更重,但是重量並不會等於溶解前水與鹽的質量之和,這是為什麼呢?這有可能是實驗過程中的操作失誤嗎?
質量與能量
有很多人會用質能關係來解釋這丟失的質量,也就是認為一斤水+一斤鹽=n斤鹽水+m斤鹽+ΔE。但是似乎用這種辦法來解釋的話,會讓人陷入一種莫名其妙的境地。怎麼說呢?按照這種說法,我們往一斤水中加入一斤水,我們得到的也很有可能不是兩斤水,因為水可能存在溫差,所以部分的質量轉化成了能量。
按照這種說法的話,我們的生活不就亂套了嗎?如果我們說萬事萬物其實無時無刻地輻射能量,難道所有物質的質量每分每秒都在變化嗎?這讓人感覺太不可意思了。
微觀與宏觀
微觀粒子的行為我們是很難想像的,我們看到的是宏觀的事物,卻一定要用微觀的粒子去錙銖必較,這就讓人非常難受了。我們宏觀上看這兒差不多,但是卻有人非要說不行啊,微觀粒子在運動的時候會產生能量,質量會損失的啊。把研究微觀的不確定性原則徹底帶到宏觀的解釋當中,這感覺就是量子瘋魔了。
此外,還有的人會說實驗條件不同會導致研究結果有很大差異的呀。我們不能否認溫度、溼度很多客觀條件是會影響實驗結果的,所以我們應該也要接受我們在普通條件下完成實驗的誤差。很可能你在攪拌的時候就把水或者鹽給損失了,很多因素還是有可能受到人為的影響的,無法做到100%的精準。
質能守恆定理
不僅質量守恆定律是正確的,能量守恆定律也是正確的。這是我們應該堅守的自然法則,是不可動搖的。我還是不建議大家用過分微觀的角度去看事物,如果非要這麼想的話,當你把一斤食鹽放入水之前,食鹽中的粒子是不是已經和空氣中的水蒸氣結合了呢?被加入到水中的食鹽可能都超過一斤了。或者你已經量好的水,其實已經蒸發了一點,也不是一斤了。
這就是我們用微觀角度去評判宏觀的問題所在,會陷入虛無的不確定性當中。1+1=2不好嗎?非要說一斤水和一斤水加起來不等於兩斤水,這是在挑戰什麼?一個橘子和另一個橘子加起來也不等於原來的橘子了?
一斤水+一斤鹽,就等於兩斤,怎麼說都是兩斤。
小結:
1+1不等於2了,挑戰的是所有人的常識。科學家去研究微觀的世界,這並不說明我們要用微觀的現象來解釋宏觀,不然怎麼都說不通。如果所有的物質都是由粒子構成的,那麼每個粒子產生一點誤差,從宏觀上來看就完全不一樣了。我並不接受用愛因斯坦的質能定理用在這種問題的解釋上,頂不住啊。
關注麥克斯韋妖妖靈,帶你了解最新最有趣的科學動態。