1斤水中加入1斤盐,能否得到两斤混合物?这个问题并不简单!


第一,根据食盐的溶解度,常温下一斤水肯定溶解不了一斤盐,也就得不到2斤食盐溶液。如果要把1斤食盐完全溶解,就必须加热,加热到多少度我就不计算了(食盐的溶解度受温度影响变化不大)。即使食盐完全溶解,变为饱和盐水,那么在加热过程中,水肯定会蒸发,得到的盐水的重量肯定会小于2斤。分子间有距离,在溶解过程中相互渗透,影响的是体积问题,和重量变化无关。

第二,盐有很多种,溶于水时有吸热反应也有放热反应,如果是食盐溶于水,那就是吸热反应。既然是吸热反应,只要不是在隔绝环境下,就会从环境中吸收热量。理论上来讲能量就是质量,所以一斤(这里姑且认为是500克吧)质量的盐溶于一斤质量的水其总质量肯定会大于两斤,而不是小于两斤,虽然这个值小到基本无法测出。不过需要注意的是:质量是有严格定义的,最初是用4°C的水来定义,后来用光速、普朗克常数、基本电荷和铯超精细频率等不变量来定义,所以在正常情况下,物质的质量是不会轻易改变的,改变的只是其附加的能量。能量等价于质量,但并不全等于质量。最后,盐溶于水是有限度的,在常温下一斤盐是无论如何也溶不进一斤水中去的。

第三,盐溶解于水与化学变化无关,与核能(即E=mc平方)更无关,但溶解过程为增加温度,导致能量传导,而在这个传导过程会加速蒸发过程,导致水分快速损失,所以1+1<2,但是在短时间内的损失将非常有限,要非常精密的仪器也许可测量出。

第四,1斤水中加入1斤盐,能否得到两斤混合物?这个问题并不简单。我们需要明确“斤”这个单位。在中国传统计量中,“斤”是一个重量单位,通常等于500克。因此,1斤水和1斤盐的总重量确实是2斤(即1000克)。然而,问题的关键在于盐是否完全溶解在水中。如果盐完全溶解,那么形成的混合物仍然是液体状态,其总重量仍然是2斤(即1000克)。在这种情况下,我们可以说得到了两斤的混合物。但如果盐没有完全溶解,部分或全部盐粒悬浮在水中,形成的混合物将不再是均匀的液体,而是含有未溶解盐粒的悬浊液。在这种情况下,虽然盐和水的总重量仍然是2斤,但混合物的状态已经发生了变化,不再是简单的液体混合物。1斤水中加入1斤盐,能否得到两斤混合物取决于盐是否完全溶解。如果盐完全溶解,则得到两斤的液体混合物;如果盐没有完全溶解,则得到的是两斤的悬浊液。

第五,从来没有绝对真理,真理越过一步就是谬误。经典物理学只适用于地球上,原子级的微观世界只能用爱因斯坦的相对论解释。质能守恒定律是在原子核发生裂变或者聚变的时候才适用。质量的定义就是原子核中含有质子数的多少。盐溶于水跟质子根本没有任何关系。不能随便扩大质能守恒定律的应用范围。不然就会导致质量不定论。例如硝酸钾的溶解度随温度变化很快。零摄氏度的时候几乎不溶解,而到一百摄氏度的时候百分之百溶解,同时吸收了大量热能。难道加热一下质量就能够增加很多吗?相反,在一百摄氏度以下,水中始终有水蒸气蒸发,不知道有多少个水分子跑到大气中去了。这几个水分子的质量相对于一杯水可以说是太微乎其微了。现代还没有任何量具可以测量出来。但是如果水到了一百摄氏度,水开始沸腾,大量的水分子跑到大气中,用不了多长时间水就熬干了。这时候质量就是零了。如果水在密闭容器中加热,超过一百摄氏度以后进入超临界状态。由湿蒸汽变为干蒸汽,能量急剧增大。但是没有一个水分子跑到大气中去。质量还是原来的质量,但能量增加了若干倍。所以,任何定律都有适用条件,不能照搬套用。盐溶于水就是普通的水化反应,连化学反应都够不上,因为没有任何新物质形成,更不能随便套用质能守恒定律。

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