化學(xué)能與核能一樣都來(lái)自質(zhì)量虧損嗎？

問(wèn)題描述：化學(xué)能與核能一樣都來(lái)自質(zhì)量虧損嗎？

領(lǐng)域?qū)＜遥?/span>答：嚴(yán)格意義上說(shuō)，化學(xué)能的釋放，肯定伴隨著質(zhì)量虧損，化學(xué)能的釋放和儲(chǔ)存，表現(xiàn)為整個(gè)原子的質(zhì)量變化。

但是高中說(shuō)的質(zhì)量守恒，一般意義下也是對(duì)的，因?yàn)榘殡S化學(xué)能釋放而損失的質(zhì)量，幾乎可以忽略，只有核反應(yīng)中，質(zhì)量虧損才明顯。

要理解這個(gè)質(zhì)量虧損，我們需要理解質(zhì)能公式。

質(zhì)能公式告訴我們，質(zhì)量和能量是可以相互轉(zhuǎn)化的，它們同一事物的不同表現(xiàn)形式。

化學(xué)能的實(shí)質(zhì)，是原子最外層的電子的轉(zhuǎn)移和改變，使得原子能級(jí)發(fā)生變化，過(guò)程中吸收或者釋放的能量叫做化學(xué)能。

能量釋放的結(jié)果，就是原子的平均質(zhì)量出現(xiàn)了虧損，其大小滿足質(zhì)能公式。

比如氫氣燃燒：

2H2+O2=2H2O，ΔH=-286KJ/mol；

可以計(jì)算：2千克氫氣和1千克氧氣燃燒，放出的能量143000KJ，約42千瓦·時(shí)的能量。

根據(jù)質(zhì)能公式，其中虧損的質(zhì)量為：

Δm=1.43×10^8/299792458^2=1.59×10^-9千克；

可以看出，這個(gè)質(zhì)量虧損是非常小的，在化學(xué)反應(yīng)中，完全可以忽略。

所以高中說(shuō)的化學(xué)反應(yīng)中質(zhì)量守恒，在一般意義下是正確的；但是在相對(duì)論意義下，就需要進(jìn)行修正。

不但如此，還有很多相對(duì)論的結(jié)果，比如手電筒射出的光，因?yàn)楣馐菐芰康?，所以?yán)格地說(shuō)，整個(gè)手電筒也是存在質(zhì)量虧損的呢。

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領(lǐng)域?qū)＜遥?/span>化學(xué)能與核能嚴(yán)格意義上來(lái)講都來(lái)自質(zhì)量虧損，只是對(duì)研究學(xué)習(xí)普通化學(xué)無(wú)關(guān)痛癢，因此中學(xué)教材上一般不提，但在量子化學(xué)中就要考慮這個(gè)問(wèn)題了。中學(xué)中學(xué)過(guò)的質(zhì)量守恒定律與能量守恒定律，在物理學(xué)中合并成質(zhì)能守恒定律，才算嚴(yán)格正確。

化學(xué)能本質(zhì)上是電磁能?；瘜W(xué)能來(lái)源于化學(xué)反應(yīng)中的原子外層電子的得失與躍遷變化，化學(xué)反應(yīng)對(duì)外表現(xiàn)為發(fā)光發(fā)熱，光與熱都是電磁輻射。電場(chǎng)與磁場(chǎng)都具有質(zhì)量與能量。

能量的變化必然會(huì)引起質(zhì)量變化，質(zhì)量與能量可以相互轉(zhuǎn)化，它們是密不可分的。等你把質(zhì)能方程E=mc^2理解了就明白了?；瘜W(xué)反應(yīng)引起的質(zhì)量虧損很小，因此一般忽略不計(jì)，而核反應(yīng)則很明顯。想真正理解這個(gè)問(wèn)題，要從電子層面上來(lái)理解?；瘜W(xué)反應(yīng)中化學(xué)鍵的的斷裂與結(jié)合，本質(zhì)是電子的躍遷與得失，是原子外層電子結(jié)構(gòu)的變化。電子能級(jí)的改變要吸收能量與放出能量，電子的質(zhì)量必然會(huì)發(fā)生改變，表現(xiàn)為原子的質(zhì)量改變，當(dāng)然會(huì)有質(zhì)量差ΔE。

化學(xué)廣義上來(lái)說(shuō)，可以算作物理學(xué)的一個(gè)分支。所有科學(xué)定律只在一定條件下適用，就像牛頓經(jīng)典力學(xué)，嚴(yán)格意義上來(lái)講，只是相對(duì)論在低速狀態(tài)下的近似正確。低速狀態(tài)下，由于相對(duì)論效應(yīng)很弱，可忽略不計(jì)，所以經(jīng)典物理仍可以用于我們的日常生活。

領(lǐng)域?qū)＜遥?/span>根據(jù)質(zhì)量守恒定律與運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生熱能道理。化學(xué)能與核能并不是來(lái)自質(zhì)量虧損。 化學(xué)能即是分子中的原子位置結(jié)構(gòu)發(fā)生改變，相同或不同原子發(fā)生重組運(yùn)動(dòng)，組成新物質(zhì)的分子。核能則是原子內(nèi)的核(中子)發(fā)生重組運(yùn)動(dòng)。如鈾丶钚彈發(fā)生的是裂變重組，氫彈剛好相反，發(fā)生的是聚變重組。