1樓:薛定諤的科學
質能等價
這個問題看起來好像很無厘頭,但實際上,也確實是可以回答的。不僅如此,這當中其實還涉及到了很多人對於質能方程e=mc^2的誤區。因此,我們如果要解決這個問題,我們就得先從質能方程說起。
話說在2023年,愛因斯坦發表了四篇劃時代的**,這當中包括了布朗運動、光電效應、狹義相對論等。
最後一篇的內容是對狹義相對論進行的補充,這部分內容後來也被稱為質能等價,其中就涉及到了如今最出名的物理學公式:e=mc^2。
那這到底哪錯了呢?實際上,科學家都很喜歡玩「統一」的把戲。愛因斯坦之所以是物理學家當中最傑出的存在,就是因為愛因斯坦實現了兩個「統一」,他先是統一了「空間」和「時間」,認為它們應該被並稱為時空。
其次,在質能等價的**當中,他統一了「質量」和「能量」,他認為質量和能量其實是一回事,一體兩面的,質量當中有能量,能量當中有質量。
(相信看到這裡,你可能會感到太不可思議了,但是別急著否定,如果好事的話,可以去看看愛因斯坦的**,或者找本大學物理書來看看,由於這裡的誤區太重,這部分的內容已經被嚴重突出,就是為了闢謠「質量轉化為能量」。)
那這個「一體兩面」該如何理解呢?我們可以拿「錢」來舉例子。假設你有一筆錢,你可以把這筆錢換成全部都是人民幣,你也可以全換成美元,或者是人民幣和美元都有。
但無論你如何配比,你的這筆錢的價值是不變的。而這裡的人民幣就好比能量,美元就好比質量,而c^2就是匯率。因此,我們就可以得出e=mc^2。
也就是說,能量也是有質量的,質量也是有能量。
知道了這些,我們再來看看一斤重的電能其實也就說得過去了,那它到底能供全世界用多少年呢?
一斤電能用多少年?
首先,我們可以通過e=mc^2來進行計算:
一斤就是500g,也就是0.5kg;c是光速,為了方便計算,我們這裡近似取整3*10^8;電能e=mc^2=0.5*(3*10^8)^2=4.
49×10^16j;一度電是3.6*10^6j;因此,簡單做一個除法,我們就可以得到一斤電能對應1.2472*10^10度電,也就是124.
72億度電。
根據世界銀行統計,我們可以知道,2023年全球人均用電量是3130.71度。(2023年的最新資料還沒有釋出,畢竟2023年也還沒有過完。)
同樣是根據世界銀行的統計,2023年全球人口是75.94億。
因此,根據全球總用電量=全球人均用電量×全球人口,我們可以得到這個全球總用電量是23.77萬億度。而一小時就需要耗電27.14億度。
在上文中也提到了,一斤電能對應了124.72億度電,做一個簡單的除法,我們就可以得到4.6小時。
因此,一斤電能夠全球人口使用4.6小時的。當然,我們還可以計算得到:
全世界人口一年的耗電量所對應電能的質量是1780.7斤。
總結最後,我們來總結一下,愛因斯坦的質能方程想要表達的其實不是轉化關係,而是等價關係,因此,這個理論也被稱為質能等價。通過質能等價e=mc^2,我們可以計算得到一斤電能所對應的能量是124.72億度電,根據世界銀行的資料,我們可以得到,全球總用電量是23.
77萬億度,因此,一斤電能可以全世界使用4.6小時。而全世界的總用電量對應的質量是1780.7斤。
2樓:小小喵同學
如果按照愛因斯坦的質能方程來計算的話,一斤的電能,就是120多億度電,再按照平均人口和每人用電量的資料來看,一般可以用4~6個小時。
3樓:飛贊向
斤屬於重量單位,電能屬於能量,二者並不能夠在數量上進行轉換,所以這樣的問題也不存在具體的單位轉換,自然也就不成立。
4樓:顧輕舟老師
電能是能量,用重量單位去衡量比較,好像有些格格不入。
5樓:
似乎沒有這樣來衡量電能的,這樣的話顯得很奇怪。
6樓:個非凡哥
好像不能用這樣的比喻,而且電好像也不能稱吧。
家用電能電死一百斤的豬嗎
7樓:威武大中華
也能,不過不會一下就電死吧,屠宰廠一般是用強電流!
8樓:頓端
當然能,時間長點不怕它不死
請問一下,如果用電加熱方式產生蒸汽,那麼每產生一公斤蒸汽要消耗多少電能呢?
9樓:匿名使用者
鍋爐房的合算,這裡氣化一公斤的水吸收的能量是定值,哪種方式合算只要考慮能量轉換的效率就可以了。
鍋爐熱效率雖然比不上電廠的熱機,但是因為用電加熱要多一次轉換,所以鍋爐比熱-電-熱的兩步換能的電加熱的裝置能量相比,轉換效率還是高多了。
而且,如果不是使用工業380伏的電源,那電裝置的總功率還會大受限制。比如4千瓦的裝置電流就達到20多安,線損會非常嚴重,進一步影響你的能量轉換效率。受限制的總功率會使得用電制氣的過程被拉長,整個過程中電裝置的散熱都會成為降低效率重要因素。
其實成本不光和能耗等流動成本有關,固定成本也是有關的,如果能從附近的鍋爐房直接獲得蒸汽,那是最合算的。
10樓:德運
水的比熱是1,水的汽化熱時529,使用這兩個資料很容易計算出來。
11樓:匿名使用者
單純從執行成本來看當然是直接用氣比用電省錢。
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