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一斤水溶解一斤盐,最后的重量是两斤。为什么?
其实这个问题比大多数人想象的要复杂得多,涉及质能方程、热力学、饱和溶液等相关知识。
有人说这遵循了质量守恒定律,这当然是正确的。它的质量是两斤。但是任何法律都是有条件的。
如果这个系统是封闭的,最后重量是二斤;如果这个系统是不封闭的,最后重量不一定是二斤。
科学解释:
在室温下,也就是20摄氏度,盐的溶解度是36g。也就是500g的水中最多只能溶解180g的盐,最后才能得到饱和盐水!另有320g不溶性盐只能沉到溶液底部,以Nacl晶体的形式存在于水中。
一.封闭系统
在被封闭的绝对理想情况下,是与外界隔绝、绝缘的。也就是说,与外界没有能量的交换,也不会有能量的逃逸。这个时候,你把多少东西放进这个系统,质量就会是它们的总和。
一斤水溶解一斤盐,最后的重量肯定是两斤。即使你把一颗原子弹放进这个系统引爆,质量也不会减少。
第二,封闭系统
在开放系统中,根据质能方程,我们知道质量和能量是可以相互转化的。
这时,会出现三种情况:
1.外部温度>:容器中溶液的温度
由于热传导的存在,系统会吸收一部分热量到外界,所以质量自然会多很多,最终重量会在2 kg以上。
2.外部温度<容器中溶液的温度
因为同样的热传导,系统会向外界释放一部分热量,所以质量自然会少一些,最终重量会小于2 kg。
3.外部温度=容器中溶液的温度
在这种情况下,容器内外能量不变,热量不会传导,质量不多也不少,最终重量会是两斤。
在日常生活中,这种小数点后十位以上的重量变化太小,基本察觉不到。所以无论如何,质量守恒是对的,能量守恒是对的,质量和能量守恒还是对的,不考虑反应。
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