网易首页 > 网易号 > 正文 申请入驻

一加一不等于二?一斤盐放入一斤水中,为啥得不到两斤的盐水?

0
分享至

这个实验在家就能做。把电子秤放平、归零,放上一只大碗,倒进一斤盐,再倒进一斤水,用勺子使劲搅。

很多人会想当然地说:一斤加一斤,当然是两斤盐水。可搅上十来分钟就会发现,碗底总留着厚厚一层白盐,怎么搅都化不开。

原因很简单,盐在水里溶解是有上限的。在20℃的水中,氯化钠的溶解度是36克(100克20℃的水中能溶解36克氯化钠)。

一斤水是500克,最多只能溶进180克左右的盐,剩下三百多克只能沉在碗底。真正得到的盐水大约680克,也就是一斤三两多,另外六两多是没化开的盐。



这时候再看电子秤,读数还是两斤左右,碗里的东西一克也没少。质量守恒定律好好的,没被打破。

不过网上有一类解释讲得玄乎,说盐溶解时分子之间的能量变了,按照爱因斯坦的质能方程,能量少了质量也跟着少了,所以盐水变轻了。说实话,看到这种说法挺让人哭笑不得,因为几乎一模一样的错误以前就闹过一次。

那还是在2024年底。韩国济州航空7C2216号航班2024年12月29日在位于全罗南道的务安机场降落时坠毁。

机上乘客和机组人员除2名乘务员获救,其余179人全部遇难。事故发生后,某媒体在科普稿里用质能方程解释飞机撞鸟,引来网友群嘲。

这起空难的调查到今年还没有结束,韩国国家审计院公布的审计结果显示,在务安机场和其他机场进行鸟类碰撞风险评估时,许多具有高碰撞风险的鸟类被遗漏。179条人命摆在那里,科普更应该讲对。

飞机撞鸟其实用K = ½mv²就能讲清楚,也就是动能等于二分之一乘以质量再乘以速度的平方。这是牛顿力学里的动能公式,解释飞机撞鸟完全够用。



关键在于飞机相对地面的速度很高,所以鸟相对飞机的速度也很高,远远超过鸟自己相对地面飞行的速度。而速度对动能的贡献是平方关系,所以鸟的质量虽然不大,它相对飞机的动能却很大,足以造成严重破坏。

那质能方程到底说的是什么?它是狭义相对论的核心结论,可以说是整个物理学甚至整个科学里最有名的公式。

可惜很多人不清楚它是什么意思,那位编辑显然也不清楚。E = mc²的意思是:一定的质量必然对应一定的能量,反过来也一样,二者之间的比例系数是光速的平方。

所以能量变化时,质量一定跟着变化。比如给一个物体加速,它的能量增加了,质量也会相应增加。

牛顿力学里没有这回事,但实验证明这才是事实。再比如铀-235这样的重原子核分裂成几个较轻的原子核,也就是核裂变,放出的能量等于质量损失乘以光速的平方。



几个氢原子核聚合成氦这样较重的原子核,也就是核聚变,放出的能量同样等于质量损失乘以光速的平方。光速极大,所以一点点质量变化就能带来巨大的能量变化。

核裂变和核聚变的质量亏损比例分别只有约0.09%和0.7%,却已经是人类目前掌握和有望掌握的最强能源,比化石能源强上百万倍。聚变这条路,中国这些年走得很扎实。

今年初,EAST装置证实了托卡马克中"密度自由区"的存在,这一成果于1月1日发表在国际学术期刊《科学进展》上,为磁约束核聚变装置的高密度运行提供了重要的物理依据。2026年,《中华人民共和国原子能法》正式施行,从法律层面鼓励、支持可控核聚变研发;"十五五"规划纲要将核聚变能列为前瞻布局的未来产业。

0.7%的质量亏损,背后是一代代科研人员几十年的坚持,想想都觉得提气。还有一种特殊情况:质量亏损达到100%,也就是有质量的物质全部变成没有质量的东西。

这时放出的能量正好是E = mc²,m就是最初那份物质的质量。和核聚变的0.7%相比,它释放的能量还要高出两个数量级。

目前已知能做到100%质量亏损的过程只有一种,就是正反物质湮灭。反物质今年也上了新闻。



2026年3月24日,BASE合作组让92个反质子在欧洲核子研究中心的梅兰园区完成了一圈测试行程,实现了首次可控、可逆的反物质运输。为了这92个反质子,科学家要造出近乎完美的真空和超导磁场,因为反物质一碰到普通物质就会湮灭。

报道还提到,哪怕只制造一克反物质也要花费数万亿美元,而这一克反物质湮灭释放的能量相当于一颗核弹。所以,用质能方程去算飞机撞鸟的动能实在可笑。

只有一种情况能用上它:撞上飞机的是一只反物质鸟。真要是反物质鸟撞上飞机,那就远不止一架飞机的事了,至少会毁掉一座城市,因为它放出的能量和核武器是一个量级。

再回到那碗盐水。拿质能方程解释盐水变轻,问题出在同一个地方:搞错了能量的数量级。

物质由分子和原子组成,原子里有原子核和电子。盐溶进水里,变化的只是离子和水分子之间的电磁相互作用,属于电子层面的事;而核能来自原子核内部的核力,把质子和中子牢牢捆在一起。



两者差着好几个数量级,所以核弹威力惊人,而化学和溶解过程的能量变化小得多。具体到食盐,溶解时的热效应很弱,热效应不明显,极其微弱吸热,水温几乎不变,更谈不上大量放热。

按溶解热粗略估算,180克盐溶解对应的质量变化大约在百亿分之一克的量级,世界上没有哪台厨房秤能感觉到。盐水里倒是确实有一样东西"缩水"了,那就是体积。

盐溶解后,钠离子和氯离子各自被一圈水分子包围,形成水合离子,结构变紧凑,所以盐水的体积比盐和水各自的体积加起来略小一些。但体积缩小只是密度变大,质量不会因此减少,秤上的数字也不会变。

在这件事上,"一加一不等于二"说的是体积,不是重量。最后,好学又爱琢磨的人可能还会问:牛顿力学的动能公式和相对论的质能方程是什么关系?



答案是前者是近似公式,后者才是精确公式。前者可以从后者推出来,用相对论里的动质量公式再做级数展开就行。

推导结果表明,当速度v远低于光速时,把质量为m的物体从静止加速到v,增加的能量约等于½mv²。如果能完全理解这个推导,知识水平就超过了99.9%的人。

一碗盐水、一只撞上飞机的鸟、一车反质子,讲的其实是同一个道理:公式不难背,难的是知道它在什么条件下成立、算出来的数有多大。透过现象看本质,日常生活里的小疑问也能用科学讲明白。

声明:个人原创,仅供参考

特别声明:以上内容(如有图片或视频亦包括在内)为自媒体平台“网易号”用户上传并发布,本平台仅提供信息存储服务。

Notice: The content above (including the pictures and videos if any) is uploaded and posted by a user of NetEase Hao, which is a social media platform and only provides information storage services.

相关推荐
热点推荐
《麻将女王》上映8天票房仅六千余元 导演王晶回应:没有宣发费、排片不多

《麻将女王》上映8天票房仅六千余元 导演王晶回应:没有宣发费、排片不多

封面新闻
2026-11-14 16:40:02
吴清在上海最新发声,关系到2亿多股票投资者

吴清在上海最新发声,关系到2亿多股票投资者

上观新闻
2026-11-14 18:16:25
美军兵推:核打击上海北京后,中方第一个报复日韩,而非美国本土

美军兵推:核打击上海北京后,中方第一个报复日韩,而非美国本土

轻拂两袖风尘终
2026-11-11 15:03:08
美论坛:一旦美国突破中国的海上防御,入侵其陆地,中国该如何?

美论坛:一旦美国突破中国的海上防御,入侵其陆地,中国该如何?

华史谈
2026-11-13 16:06:35
金价:大家无需再等待,如果不出意外,金价或会重走历史的老路

金价:大家无需再等待,如果不出意外,金价或会重走历史的老路

户外钓鱼哥阿旱
2026-11-14 10:56:47
宋庆龄一辈子没有生养,1981年法医对她的遗体进行解剖检查,这才揭开了她心底最痛苦的隐情

宋庆龄一辈子没有生养,1981年法医对她的遗体进行解剖检查,这才揭开了她心底最痛苦的隐情

扶苏聊历史
2026-11-12 18:31:31
清朝对中国领土的贡献不可磨灭!没有清朝完成一统,后果不堪设想

清朝对中国领土的贡献不可磨灭!没有清朝完成一统,后果不堪设想

文史道
2024-11-25 06:45:02
英伟达彻底炸锅!1600多名员工要求黄仁勋回归,董事会集体辞职

英伟达彻底炸锅!1600多名员工要求黄仁勋回归,董事会集体辞职

金融界
2026-11-13 17:27:00
蒋介石最大的决策失误:错杀瞿秋白,让国民党失去了最后的人心!

蒋介石最大的决策失误:错杀瞿秋白,让国民党失去了最后的人心!

听雪禅
2026-11-13 17:15:12
国产机又被狠狠摩擦,双十一最畅销的10款手机,苹果包揽前4名

国产机又被狠狠摩擦,双十一最畅销的10款手机,苹果包揽前4名

互联网.乱侃秀
2026-11-12 10:27:15
医生提醒把阿托伐他汀换成匹伐他汀,这是为什么?早知早受益!

医生提醒把阿托伐他汀换成匹伐他汀,这是为什么?早知早受益!

荷兰豆爱健康
2026-11-14 15:39:22
普京:外国军队不得驻扎乌克兰

普京:外国军队不得驻扎乌克兰

新华社
2026-11-12 21:14:23
支持率超97%!英伟达员工喊话董事会:英伟达之所以是英伟达,就是因为黄仁勋!他应该获得第二次机会

支持率超97%!英伟达员工喊话董事会:英伟达之所以是英伟达,就是因为黄仁勋!他应该获得第二次机会

投资者内参
2026-11-13 23:01:56
邵佳一变阵!国足vs马来西亚首发出炉,比赛还没打,收不利消息

邵佳一变阵!国足vs马来西亚首发出炉,比赛还没打,收不利消息

大秦壁虎白话体育
2026-11-14 19:01:05
儿女为老人花15万元买车,贴膜时车在4S店被开走,追20公里找回;经理:已报警,全额退了车款,偷车人网购车企衣服,并非员工

儿女为老人花15万元买车,贴膜时车在4S店被开走,追20公里找回;经理:已报警,全额退了车款,偷车人网购车企衣服,并非员工

环球网资讯
2026-11-13 13:33:07
越南一装甲车在训练期间沉没,致6名军人死亡;越南总理黎明兴签署决定,给6人颁发“祖国记功”证书

越南一装甲车在训练期间沉没,致6名军人死亡;越南总理黎明兴签署决定,给6人颁发“祖国记功”证书

南方都市报
2026-11-14 17:10:00
2012年,男子贪便宜买下没人要的烂尾楼,10年后整条街都是他的

2012年,男子贪便宜买下没人要的烂尾楼,10年后整条街都是他的

青青会讲故事
2025-06-20 15:10:46
10月人民币贷款减少1000亿:不是没人愿意借,是抵押物没了,银行不愿意借!

10月人民币贷款减少1000亿:不是没人愿意借,是抵押物没了,银行不愿意借!

城事堂
2026-11-14 16:28:28
全美停飞令波及1.5万架次航班 旅客:“闻所未闻”

全美停飞令波及1.5万架次航班 旅客:“闻所未闻”

新华社
2026-11-14 14:46:06
盘点NBA休赛期拿了大合同就下滑的球员!米切尔领衔,火箭新核上榜

盘点NBA休赛期拿了大合同就下滑的球员!米切尔领衔,火箭新核上榜

大卫的篮球故事
2026-11-14 19:16:25
2026-11-14 19:43:00
浩渺青史 incentive-icons
浩渺青史
品读历史,分享人生
6089文章数 763关注度
往期回顾 全部

头条要闻

牛弹琴:黄仁勋黯然辞职 至少释放三重信号

头条要闻

牛弹琴:黄仁勋黯然辞职 至少释放三重信号

体育要闻

28年前的“点球罪人”,把冠军带回大连

娱乐要闻

陈晓楠对话厉娜和许飞引全网热议

财经要闻

72岁王健林重回“一号位”

科技要闻

黄仁勋辞职,马斯克们抱不平!

汽车要闻

限时权益价8.88万 吉利星愿STAR限定系列发布

态度原创

本地
教育
手机
数码
公开课

本地新闻

乌兰察布:以前种土豆,现在种Token

教育要闻

中俄教育年独家专访|远东联邦大学副校长详解赴俄留学新趋势

手机要闻

鞠婧祎代言 荣耀700系列四款高颜值配色公布:全系标配原生AI背屏

数码要闻

满电开躁!11月16日,航嘉满电青年计划约你西南交大见!

公开课

李玫瑾:为什么性格比能力更重要?

无障碍浏览 进入关怀版