压缩弹簧,压缩弹簧后,弹簧质量会变重吗?
是的压缩弹簧!
题主的疑问来自:“刚看到有人说,化学质量守恒定律只能说‘大约’守恒,因为有能量变化,所以一定有质量的增加会亏损。”你看到的就是我说的,对于“化学反应释放能量的过程中,也会发生质量亏损吗?”的回答(:///question/6506425657981927694/)。
祝贺题主能够举一反三,从化学反应跟核反应一样有质量变化,领悟到压缩弹簧(或者举起一杯水,或者诸如此类任何的有能量改变的过程)同样也有质量变化。
对于还感到疑惑的朋友,再稍微多解释一点。
典型的反对意见是像这样:“化学反应的本质是原子的重新组合,原子类型不会改变,总数量不会改变。而核反应本质是中子的消失,表现为原子类型变为其另一同位素,和能量的出现,这是有本质区别的。”
化学反应的本质确实是原子的重新组合,原子的类型和数量不变,这些都很正确。更具体而言,质子、中子和电子的数量都不变。但是,这些粒子的数量不变,总的质量就不变了吗?
错了!
这种想法的根本问题在于,认为每一种粒子都有个不变的质量,比如说这个原子中的一个电子和那个原子中的一个电子具有相同的质量。但实际情况是,每一种粒子都有个不变的“静质量”,即它单独存在、速度为零时的质量。当它和其他粒子作用时,如果能量有改变,质量就有相应的改变。这正是相对论质能关系E = m c^2决定的,否则你觉得质能关系说的是什么?
爱因斯坦
说得再明确一点,单独存在的质子(即氢原子核)的质量,不等于氦原子核中质子的质量。氢原子中电子的质量,不等于氦原子中电子的质量。当然,由于光速很大,这些质量差别很小,但在原理上都是存在的。
任何的改变能量的过程,无论是核反应还是化学反应,还是压缩弹簧、举起一杯水,都会导致质量的改变。只不过对于大多数过程,质量改变太小,人们不去关注它们;对于核反应,质量改变非常显著,不可能忽略。这是量的区别,不是质的区别。