一斤鹽融入一斤的水后,為何無法得到2斤的重量?這其中的玄機(jī)你絕對(duì)想不到!我想,在溫度恒定的環(huán)境下,一斤水+一斤水會(huì)得到兩斤水,這一點(diǎn)應(yīng)該沒人會(huì)有疑問吧?如果有問題,我能想要的就是你的秤應(yīng)該是壞了!既然水加水能得到2斤水,那為何一斤水加一斤鹽
一斤鹽融入一斤的水后,為何無法得到2斤的重量?

這其中的玄機(jī)你絕對(duì)想不到!我想,在溫度恒定的環(huán)境下,一斤水+一斤水會(huì)得到兩斤水,這一點(diǎn)應(yīng)該沒人會(huì)有疑問吧?如果有問題,我能想要的就是你的秤應(yīng)該是壞了!既然水加水能得到2斤水,那為何一斤水加一斤鹽專家會(huì)認(rèn)為絕不可能得到2斤鹽水呢?難道說是因?yàn)椤肮腆w”狀的食用鹽在水中溶解消失后,讓一些人產(chǎn)生了錯(cuò)覺?
直觀看上去,就像鹽憑空消失了似的,質(zhì)量在這一過程中真的消失了嗎?如果這個(gè)實(shí)驗(yàn)的是在絕熱、密閉的容器中進(jìn)行的,毋庸置疑的是無論將它放置在哪,它的重量都不可能會(huì)發(fā)生變化。舉個(gè)例子,比方說,室溫、水與鹽都恒定在20℃這一前提下,一斤鹽放入入一斤水的容器后,最終會(huì)得到2斤鹽水。不過,這個(gè)時(shí)候,約有320克的鹽會(huì)因無法溶解沉淀在水底。
初中的時(shí)候,大家應(yīng)該就見過溶解度這個(gè)詞,書中給出的定義是:在一定溫度下,某固態(tài)物質(zhì)在100g溶劑里,在達(dá)到飽和狀態(tài)時(shí)所溶解的質(zhì)量??吹竭@段文字,你可能會(huì)覺得有些拗口,簡(jiǎn)單來說,你可以將溶劑看作是人的胃,將溶質(zhì)看作食物。這時(shí)候就很好理解了它的定義了,或者說,由于胃口有限,人類無法無限地吃東西,一旦人吃飽后,短時(shí)間內(nèi)他就不再需要繼續(xù)吃下去,那么,這和質(zhì)量守恒有什么關(guān)系呢?
質(zhì)量和能量之間不存在特殊關(guān)系
20世紀(jì)以前,以牛頓為首的科學(xué)家們,普遍覺得,質(zhì)量和能量之間不存在特殊關(guān)系,它們應(yīng)該是2種毫不相關(guān)的量,然而事實(shí)并非如此,比如說水,它就不可能無限制地溶解鹽,抵達(dá)一定程度后,它就會(huì)停止溶解;關(guān)于這一點(diǎn)我們不妨想象一下,你有一把“無比神奇”的大剪刀,隨便拿個(gè)東西,將其一分二、二分四、如此下去,最后你會(huì)發(fā)現(xiàn),即便你想破腦袋也無法繼續(xù)分割,起初,科學(xué)家認(rèn)為這種不可分割的粒子是原子,直到高能對(duì)撞機(jī)的出現(xiàn),科學(xué)家們才看清原來這是61種比原子更小的基礎(chǔ)粒子。既然如此,我們要如何用質(zhì)量與能量的關(guān)系來看待一斤鹽放入一斤水后的鹽水重量?
如果這個(gè)實(shí)驗(yàn)是在普通的開口燒杯中進(jìn)行的,假設(shè)環(huán)境的溫度約為30℃,而燒杯中鹽水混合物的溫度約為20℃的話。此時(shí),環(huán)境溫度就會(huì)影響到鹽水,鹽水在這個(gè)時(shí)候,會(huì)吸收能量從而使得自己的溫度和環(huán)境達(dá)處于平衡狀態(tài)。與此同時(shí),鹽水就像是從環(huán)境中偷取了一部分“質(zhì)量”,如果說你能夠用十分精細(xì)的稱去測(cè)量,你會(huì)發(fā)現(xiàn)它的質(zhì)量絕對(duì)大于2斤;反之,如果說實(shí)驗(yàn)所處的環(huán)境溫度低于鹽的水溫度,那么,鹽水就會(huì)主動(dòng)釋放出一部分能量,從而和環(huán)境溫度達(dá)到平衡狀態(tài)。顯然,這時(shí)鹽水的一部分質(zhì)量逃逸到了環(huán)境中,此時(shí)它的質(zhì)量絕對(duì)會(huì)小于2斤。