这是网友邀答,原题为:一个原子完全转换当作能量能让一辆电瓶车跑多远?
先说结论:能跑0m。
若是这个电瓶车是分子级此外,我就不这么说了。但这个问题似乎并没有出格申明电瓶车有多大,是以可以根基上认为就是人们常用的代步电动自行车了。一辆电动自行车的质量一般在几十千克,而一个原子质量是极其细微的,最小的原子为氢原子,质量只有1.674x10^-27kg,也就是1674亿亿亿分之一千克,氧原子的质量为2.657x10^-26kg,碳-12原子的质量为1.993x10^-26kg,都在亿亿亿分之一千克以下。
而一个原子有多大呢?直径只有10^-10m,就是百亿分之一米,0.1nm(纳米)。一根头发丝的直径在60~100μm(微米)之间,1mm(毫米)=1000μm,1μm=1000nm,一根头发的断面上就可以并排摆列数千亿个原子,您感觉一个原子转化为能量可以或许鞭策这根头发吗?这根头发与电动车又有多大的差距?
质量与能量的关系。
爱因斯坦的质能方程,揭示了物质质量与能量之间的比价关系,必然的质量与必然的能量是当作严酷比例关系的,不管这种物质是什么,只要质量一样,其蕴含的能量就是一样的。
按照爱因斯坦质能方程表达式为:E=MC^2。此中E为物质所蕴含能量,单元J(焦耳);M为物质质量,单元kg(千克);C为光速,这里取值约300000000m/s(米/秒)。按照这个方程,我们可以计较出1kg质量完全转化出来的能量为:E=1X(300000000)^2=90000000000000000J。
但这是在物质全数转化为能量的前提下获得的全数能量。在迄今人类可以或许把握的能源中,不要说实现物质质量的全数转化,现实上最强的质能转化率连1%也没有达到。除了在大型电子对撞机中的科学尝试,今朝人类把握最大效率的能量就是核聚变,并且此刻还处于不成控阶段。即便这种能量质能转换率也只可以或许达到0.7%,也就是1kg质量中,只有7g物质可以全数转化为能量。
这样1kg质量获得的能量为:90000000000000000Jx0.7%=630000000000000J。
一个原子有多大能量?
此刻我们按照1个原子(按碳-12原子计较)全数转化为能量看有多大:E=(1.993x10^-26)x(300000000)^2=0.0000000017937J。将能量换算为电力,3600000J/s(焦/秒)半斤八两1kw/h(千瓦/时),也就是说一个原子的能量只半斤八两于2000万亿分之一个kw/h。
一辆电动车功率一般都在100w(0.1kw/h)以上,要达到100w功率,按照质能方程计较,每秒钟至少需要200万亿个原子全数转化为能量,才能达到这样的功率。而核聚变的质能转化率只有0.7%,即便今后电动车实现了核聚变驱动,也需要每秒近3亿亿个原子介入核聚变,才可以或许发生100瓦的功率。
质能方程固然揭示了质量中蕴含着庞大的能量,但这是在同级别层面比力而言,若以极其细微的微不雅层面,将人眼无法看到,甚至最壮大的电子显微镜还看不清晰的原子,拿来与糊口中的宏不雅事物比拟,就没有可比性了。可能一些网友对原子标准没有一个足够熟悉,完全没有小到什么水平的概念,才会有这种荒诞乖张设法吧。
就是这样,接待会商,感激阅读。







