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1公斤杯子和1公斤白菜的能量能不能用愛因的質量等於能量證明?

質能方程是愛因斯坦最偉大的發現之一,是描述質量與能量之間當量關係的方程,是對經典物理學革命性的發展。

根據愛因斯坦的質能方程E=mc^2,所有具有質量的物質能量是相等的,所以不但1公斤杯子與1公斤白菜的能量一樣,1公斤空氣和1公斤黃金也一樣。當然這個公斤是重量單位,只在地球上適用;而質量則是以千克(kg)為單位,在宇宙的任何地方適用,衡量的方法是天平。

這個方程中E代表總能量,m代表質量,c代表光速。

這樣才能夠實現同等質量的能源等價交換。

當然1千克黃金與1千克空氣在地球上的價值完全不一樣,但這並不等於它們的能量不一樣。質量包含著靜質量和動質量,同樣質量的物質存在著等價的質能關係。

我們把數帶進去算一下,這結果大致為9×10^16焦耳,這數到底有多大呢?1噸TNT炸藥含有4.184×10^9焦耳的能量,也就是說,1斤白菜(杯子)相當於2151萬噸的TNT炸藥,相當於1536枚在二戰中廣島上引爆的「小男孩」原子彈。

所以,其實物質內部所蘊含的能量還是相當的恐怖的。但是要實現物質到能量的全部轉化其實以現在人類的技術是根本不能做到的。我們利用的技術,核聚變其實也只是將極其小的一部分質量轉化為能量。

僅從理論上來看,一公斤杯子和一公斤白菜乃至一公斤鈾235能量都是相同的,區別只在鈾235的能量更容易被釋放出來而已。

質能方程的核心思想就是質量和能量可以互相轉化,而質量虧損越大釋放的能量就越大。但我們平常的化學反應前後質量是基本不變的,可核彈是核反應而非化學反應,其中的氫彈質能轉化率可以達到0.4%,這也正是它擁有強大威力的原因。

可以描述為:物體釋放出的能量等於物體損失的質量與光速的平方的乘積。其本為在研究物質質量損失與能量關係的方程,後來拓展到質量與能量的關係。

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