根據質能方程E=mc2,伴隨著能量的釋放,質量會減少。那麼,如果物體能量增加,質量是不是應該也增加?
謝邀
是的。
這問題底下強答的答主太多了...快趕上當年百度貼吧的水平了..
有答主提到給物體傳熱不會改變質量,這實際上只是想當然的結果(改變數太小絕大部分精密儀器也無法測出,但很劇烈的化學反應的質量變化是可以用分析天平測出的)
熱力學第一定律
只考慮熱傳遞的話,
而這裡的內能改變,實際上就是分子的動能,相互作用能之和的改變,就跟宏觀物體的動能,勢能改變是完全一樣的,都會對應質量的變化,而不是質量與能量之間的轉化。
事實上出現這種問題在答主看來是正常的,因為正常中學的物理教學中,對「內能」這個概念的定義本來就很曖昧,遠沒有機械能那樣清晰,符合日常直覺。
所謂內能,就是在微觀層面利用量子力學算出每個分子對應的能量,再用統計力學的手段近似後的宏觀結果。
而大多數人都知道,單獨一個粒子加速後質量會變大,而向一個宏觀物體傳熱相當於在增加分子的平均動能,所以當然也會有宏觀上的質量變化。
是的,下面簡單地解釋一下~
愛因斯坦質能方程,是狹義相對論的推論之一。其推導過程如下:
這個公式並沒有多麼神秘,它僅僅說的是一定的質量對應一定的能量,二者的定量關係由比例係數「光速的平方」聯繫起來。
於是,在狹義相對論的框架下,質量和能量不過是同一個物理量的兩種表示。任何體系內能量的變化都會引起相應質量的變化。這在非相對論物理學中簡直就是難以想像的!
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舉兩個經典的實例:
譬如,物體被加熱後,溫度升高,內能增加。於是,加熱之後的物體比加熱至前時的能量要高。根據質能方程的含義,我們又有:加熱之後的物體比加熱至前時的質量要高。寫成物理表達式,即為。
又如,多原子靠成鍵的方式結合會使整個體系的能量降低。此時,電子靠近兩個原子核,靜電力作正功,勢能降低。這是化合反應放能的根本原因。中,碳原子()和氧分子()在空氣中燃燒,生成二氧化碳(),生成兩個 C―O 鍵放出的總能量大於斷開一個 O―O 鍵吸收的總能量,這說明前者的結合能較後者更大。於是,結合能以熱能的形式放出。換言之,二氧化碳分子的能量小於碳原子和氧分子的能量之和。根據質能方程的含義,我們有:二氧化碳分子的質量小於碳原子和氧分子的質量之和。於是,我們有下述不等式
。不可思議吧~
會增加。質量和能量是一體兩面的關係,質量是能量的度量。對E=mcˇ2最大的誤解就是認為質量和能量可以相互轉化,一個增大一個減少。但這個公式的意思是E和m是等價的,同時增加或同時減少,能量的增減表現為質量的增減。寫成m=E/cˇ2更合適。核反應並不是質量轉化為能量,而是釋放能量後表現為質量減少,釋放出去的能量表現為減少的質量。反過來,隨著接近光速,動能增加導致的質量增加會明顯地表現出來,越接近光速質量越大,導致除了沒有靜質量的光以外任何物質都無法到達光速。加熱物體是否也會讓質量增加?溫度是對分子運動劇烈程度的宏觀衡量,溫度上升,分子的動能會增加,因此分子的質量會增加,宏觀上整個物體的質量會增加。不過這個增量太小太小,可以忽略。
會的……
所以高速運動的物體有「質增效應」
↑這個效應既可以用質速關係解釋,也可用質能關係解釋,甚至可以說是連接時間、空間、物質和能量的「橋樑」
」補充一下答案。我在以前的回答里曾經說格里菲斯在《電動力學導論》中採用了「質能轉化」的說法。我這個答案的最後一句也是基於此。今天回答了這個問題後我又翻了翻這本書,確認一下。我發現確實是我記錯了,格里菲斯也不認同這個觀念。他認為,這是靜止能量轉變為動能的過程。
所以,我在此鄭重道歉,請大家不要被我以前的答案誤導。相對論的質能關係E=γmc2是要考慮由於相對運動而具有的動能的,這裡的質量就是靜止時的真實質量(慣性質量),不要再用「動質量」這個已經淘汰的概念了。也就是說,質能關係只有一個,就是質量和總能量的關係。當速度為零時,不考慮動能,物體具有與質量有關的內稟能量。如果增加內能的話,確實伴隨質量增大。具體的效應,請參考其他答主的回答。
但是,質量和能量的轉化就不要說了。格里菲斯在《粒子物理學導論》里都放棄了這種說法,因為「惱人的量綱自洽性」。題主應該是不知道質能轉換方程怎麼來的……質能轉換方程作為狹義相對論的推論,是用洛倫茲變換推導出的,其思路就是證明動能E=增加的質量與c的平方的積。
吃高熱量的食物會變胖,是這個樣子的
首先,糾正一下作者的一個問題。質能方程並不是質能轉換方程,質量並不會減少,我們平時說的質量其實是靜質量,而靜質量之所以會減少是因為它轉化為動質量,而質量實際是不變的。這個方程實際是等價方程而不是轉換方程。
然後再說說問題。有關熱的某位答主已經回答明確了。實際上只要關注一下原子的結合能就可以很明白的知道這個問題。原子的結合能簡單的說就是把一個原子的所有核子(質子與中子)全部拆開所需要的能量。一般的情況(先不管比結合能怎樣),當拆開原子時需要吸收能量。原子之所以存在,就是因為核子結合為一體時能量較單個核子分散存在能量低。
說了那麼多廢話,那就來實際操練一下。比如氦的原子的質量(靜質量,下同)Mhe=4.002603u,氫為Mh=1.007825u,中子為M(n)=1.008665u兩個氫原子和兩個中子的總質量為2×Mh+2×M(n)=4.032980u顯然的當氫原子與中子單獨存在時,即能量更大時,他們的質量也更大。當一個氦核被拆開來時,能量變大,質量變大。質能方程,指出了質量與能量的轉化與等價性。舉個例子說:如果把一個原子彈放在一個絕對剛體的箱子里,而且箱子是絕熱的。現在總質量是m,原子彈在裡面爆炸,我們保證沒有任何能量傳遞到箱子外面,那麼在外面稱量箱子的質量,還是m。
是的,質能方程中物質與能量可以相互轉換
當然,你想想你吃了很多能量高的食物你是不是變胖了
化學裡的確有提到,放熱的反應有極小的質量減少
從宏觀物理的角度上,是對的,這就是不能超越光速的理論原因吧。。。
你這個問題說實話沒法回答,因為實在太籠統了,不過勉強回答一下還是可以的,你就好像在問通電線路通電前後的質量變化,只能回答你質量是減少了,其實我對這個答案是不滿意的。
光速不變原理告訴我們的是
E^2=p^2c^2+m^2c^4
對於靜止參考系中,p=0, E=mc^2想起以前看過一篇外國科幻小說,名字忘記了,就是講愛因斯坦為首的科學家研究能量質量轉換方式的,前半段完全按當年核武器開發歷程來寫,感覺像紀實。後面成功後,科學家登上飛機,向廣島丟下了一塊像鋁箔的東西,然後鋁箔在陽光能量下一變二二變四.......,最後把廣島全部淹沒
質能+內能+動能+等等=總能量加熱物體只是增加內能和總能量,並不會增加質能。舉例來說,一個物體重一千克,原溫度是0度,總能量是100J。你將物體加熱到100度,總能量增加為200J,但質量仍然是1千克,增加的只是內能,熱量散去後,降回0度,總能量又變成100J。再舉個例子,一個氫原子重1單位,兩個氫原子對撞,假設氫原子動能為0.1單位,對撞後發生核聚變,產生氦原子,並輻射出0.4單位能量,質量為變為1.8單位。希望能幫到你!
文科狗滾來回答。
我覺得不行吧。物體能量增加,無外乎從外界吸收能量,或者自身質量變成能量。前者物體質量不變,後者物體質量減少。應該是物體能量減少,質量可能增大吧。
當然,靜質量動質量,文科狗是不懂的。推薦閱讀:
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