炸藥爆炸時,質量會發生變化嗎?爆炸前後的物質滿足質量守恆嗎?

2021-01-07 艾伯史密斯

一般的炸彈爆炸,發生的是化學反應,一般情況下我們認為質量是守恆的;但是嚴格意義上說,爆炸釋放的能量來自於原子間的化學能,化學能釋放的本質也是質量虧損。

在化學反應中,我們認為質量是守恆的,這個理解在絕大部分場合中沒有明顯錯誤。

但是從能量的本質上來看,化學能儲存於化學鍵中,化學鍵的本質也是質能轉化的結果,只是化學反應中能量變化太小,所以質量虧損非常小,甚至完全可以忽略掉。

比如:氫氣在氧氣中燃燒,1kg的氫氣會釋放7.2*10^4KJ的能量,對應的質量虧損只有約8*10^-8kg,這樣的相對質量虧損,很難有儀器能測量出來。

所以,我們在談論化學反應時,一般近似認為質量是守恆的;只有在核反應中,質量虧損才明顯,這也決定了核反應釋放的能量是巨大的,比如原子彈、氫彈、核電池。

至於虧損的質量,其實就是原子整體的質量變化。

在化學反應中,反應前後的質子數、中子數和電子數並沒有發生改變,但是氫原子和氧原子的絕對質量,是有微小區別的,區別在於不同化學鍵儲存的能量不一樣,於是原子整體的質量也就不一樣。

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