一斤水溶一斤鹽，最後的重量一定是2斤嗎？答案沒那麼簡單

如果把一斤鹽放到一斤水當中，最後的結果就一定是兩斤嗎？

根據質量守恆定律，照理說，一斤水溶一斤鹽的情況，就應該是2斤，因為物質是不滅的，整個過程的質量就應該守恆的。如果我們從微觀的角度來看，整個過程中，構成物質的粒子實際上並沒有發生任何變化，質量也就不應該增加或者減少了。

但這個看似簡單的答案，實際上卻暗藏玄機。那具體是咋回事呢？

這裡我們就需要分幾種情況來進行討論。

從溶液的角度來看

我們知道，鹽溶於水會變成溶液。因此，如果純粹看溶液，那結果就很難說了。比如：如果我們用的是日常生活中的食鹽，100克水中可以溶解的食鹽是36克。因此，一斤水只能溶180克的食鹽（氯化鈉，NACL），那此時鹽溶液的質量就是一斤加上180克，也就是680克。此時，就是不滿2斤的。

但是，鹽也分很多種，食鹽只是其中一種，鹽類化合物家族的成員有很多。比如：在常溫下，次氯酸銀（AgClO4）的溶解度是5570g/L，而氟化銀（AgF）的溶解度是1800g/L，硝酸銀（AgNO3）的溶解度是219g/L。如果我們用水溶這三種鹽，1斤水都可以完全溶解掉1斤的鹽，那麼此時的溶液的重量就是2斤。

質能等價

如果我們就只看整體呢？那就一定是2斤嗎？

答案顯然不是這樣的，實際上總會和2斤有些出入。要知道大部分的鹽溶於水時，都會對外放熱，也就是說，在整個過程當中會損失掉一部分的能量。這部分能量主要是電磁波的形式對外釋放的，因此，整體上能量是變少了，那此時質量就應該是小於兩斤的。

可能你要問了，為什麼能量減少，質量就會減少呢？

這就要提到愛因斯坦的質能等價理論了。在1905年，愛因斯坦曾經發表過4篇極具開創性的論文，其中最後一篇就是質能等價理論，它是狹義相對論的補充篇。在這篇論文中，愛因斯坦統一了質量和能量，他認為質量和能量壓根就是一碼事，是一體兩面的，物質擁有質量的一面，同時也兼具著能量的一面，質量里有能量，能量里有質量，質量和能量可以用等價方程來描述，這也就是大名鼎鼎的質能方程E=mc^2。

通過質能等價理論，愛因斯坦就把能量和質量關聯了起來，即便是純粹的能量也有質量的一面，只要物質有質量的屬性，就能夠同時蘊藏著能量。日常生活中，我們是不太能夠察覺到能量有質量的一面。這主要是因為E=mc^2，而這裡的c是光速3*10^8m/s，通過移項我們就會得到m=E/9*10^16，所以需要相當大的能量，至少是10^12J以上的能量才能顯現出質量來。這也解釋原子彈為是什麼只損失了一小部分質量就能有如此巨大威力的原因。

因此，如果鹽放到水中溶解時對外釋放能量，那麼整個系統實際上也在失去質量，所以整個系統的質量就會小於2斤。當然，也有部分鹽溶於水時是在吸收能量的，比如：硫酸銨，氯化銨，硝酸鉀，它們在溶於水後，系統的能量提升了，質量也就提升了，那就是大於2斤。當然，也有像氯化鉀這樣的，整個過程系統的溫度不變，能量不變，那麼質量就不變，也就是說，氯化鉀溶於水後，整個系統的質量還是2斤。

不過，這裡要多說一句，我們是假設環境溫度不是很高，也不是低。因為溫度的改變，會改變鹽的溶解度，同時由於熱傳遞的存在，也會影響到整個系統的溫度變化，進而影響到整個系統的能量和質量的變化。

如果我們要嚴格地讓整個過程沒有質量變化，那可以讓整個系統處於一個完全密封的狀態，不和外界有任何物質，能量上的交換。那麼，此時不管用什麼鹽，在什麼溫度環境下做這個實驗，實驗的過程中放不放熱，或者吸不吸熱，最終的結果都會是2斤。

不過，這裡要補充一句，正如上文說到的，能量和質量之間存在的E=mc^2的等價關係，能量的些許變化是會影響到質量的，但是作用很小，基本在小數點後10多位才顯現出影響來，這個使我們的儀器都很難測量出來的差異。

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