嫦娥五号|一斤盐溶于一斤水，为什么有人说最后的总重量小于两斤？
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【嫦娥五号|一斤盐溶于一斤水，为什么有人说最后的总重量小于两斤？】
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经典物理学确立的质量守恒定律 ， 回答了在一个封闭系统中 ， 无论是发生物理变化还是化学变化 ， 其组成物质的微观粒子并没有发生变化 ， 因此整个系统的质量并不会发生变化 。 同样 ， 对于一个封闭系统中物体的总能量来说 ， 按照经典物理学确立的另一个守恒定律－能量守恒定律解释 ， 其能量的总和也不会发生变化 。 因此 ， 如果按照经典物学来衡量上述问题 ， 一斤盐溶在一斤水中 ， 总质量是两斤无疑 。
但是 ， 随着人类科学技术水平的提升 ， 人们对客观世界的认知程度也在断深入 ， 特别是爱因斯坦提出狭义相对论以后 ， 将物体的存在状态与自身的运动速度联系在了一起 ， 其中物体的质量会随着运动速度的变化而发生变化 ， 这就是著名的质速方程 。 根据该方程 ， 科学家们通过推算 ， 依据动能定理和动量定理 ， 得出物体所包含的能量与质量差异之间的关系 ， 最终形成了质能方程 ， 即EK=m*c^2-m0*c^2 。
通过质能方程 ， 我们进一步了解 ， 物体所包含的能量 ， 既包括在相应惯性参照系内物体所蕴含的分子运动动能、分子势能、电磁能、结合能、化学能等等 ， 同时也包含着物体处于相对运动状态时的动能 。 质能方程从本质上将物体的质量和能量进行了统一 ， 即物体的总能量既可以用质量来表达 ， 也可以用能量来表达 ， 质量和能量是一种相互对应的关系 ， 物体质量的变化 ， 实质上是静止质量发生变化的结果 。
爱因斯坦提出的质能方程 ， 首先在核变物理过程中得到印证 ， 并成为支撑整个物理大厦体系最重要的核心理论之一 。 原子之间发生聚变或者核变 ， 在此过程中所释放的能量 ， 对应于原反应体系中静止质量缺失的部分 ， 反应前后系统内各种物质的质量、能量之和都是相等的 ， 我们习惯于用能量来表达核变过程中所表达出来的结果 ， 从某种意义上来说 ， 辐射能的产生 ， 来源于系统反应前静止质量的“对应转化” 。
回到最初的问题上来 ， 将一斤盐溶入一斤水 ， 由于盐在水中的溶解度一定 ， 因此盐不可能完全溶化 ， 但不论溶化多少 ， 在盐的溶解过程中 ， 产生由盐晶体破坏所吸收的能量、形成盐溶液所释放的能量两个截然不同的能量变化过程 ， 最终是吸热和放热 ， 取决于上述两种热效应的绝对大小 。 通过相关研究监测数据显示 ， 盐在整个溶解过程中 ， 总的能量变化情况是释放能量 ， 其值约为每摩尔9.5KJ左右 。
按照爱因斯坦质能方程 ， 这积分释放的能量 ， 是由盐在水中溶解反应过程中 ， 由盐和水的共同静止质量能提供 ， 那么我们在理论框架下 ， 监测该系统在溶解前后的静止质量 ， 就会发现溶解之后盐水混合物的总质量 ， 要小于反应前盐和水独立存在时的总质量 ， 它们静止质量的差值 ， “转化”成热量散发出去了 。 而在实际反应过程中 ， 由于这部分的热量值很小 ， 所对应的静止质量变化更是微乎其微 ， 仅有10^(-13)克级别 ， 因此即使用非常精密的仪器 ， 也很难测算出来 。
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