既然爆炸释放巨大的能量,核聚变还符合能量守恒定律吗,科学证明:当然符合

科学狂人一号 2021-07-12 15:22:04

在解释核聚变是否复合能量守恒定律之前,得先了解核聚变的原理以及什么是能量守恒定律,再来探讨其中的奥妙。

第一,核能分为核裂变和核聚变两种,核裂变技术的产物就是原子弹和核反应还有核电站,核聚变技术的产物目前还只有氢弹和还在实验阶段的可控核聚变技术,核聚变和核裂变都是释放核能,但核聚变释放的能量要大很多,一千克核材料完全裂变可以让火车绕地球一圈,而完全核聚变则可以让火车从地球到月球。

第二,能量守恒定律就是无论发生多大的变化,化学前后物质的质量是不会改变的,简而言之,一吨煤燃烧过后还是一吨煤渣,状态变化,而质量没变。

众所周知,相对论是精确的,牛顿力学是粗略的。如果愿意的话,你可以说牛顿力学是错误的,或者说牛顿力学已经被相对论推翻了。也许会有其他一些人表示反对,说牛顿力学并没有被推翻,仍然是一个正确的理论。这两种看似矛盾的说法,其实都不算错。它们实际的意思是一样的,都是说:当速度远远低于光速时,实验结果跟牛顿力学预测的结果在很高的精度内是一致的;而当速度跟光速可以比较的时候,实验结果就会跟牛顿力学的预测结果有显著的偏差。

这里的一个关键思维模式是,在自然科学中,没有绝对精确的理论。当我们说某个理论正确的时候,意思只是它的预测结果跟实验结果在很高的精度内符合。但你永远不能肯定,如果精度进一步提高下去,还会不会符合。

从爱因斯坦质能方程的角度看核聚变

所以既然核聚变遵循的是爱因斯坦质能方程,所以它从理论上讲没有违反质量守恒定律。在核聚变过程中,小质量的核会结合成为大质量的核,同时释放能量。由于大质量的核结合更为紧密,所以它的质量会小于组成它的小质量核的质量之和。这个质量之差,就是质量亏损,相当于释放的能量。

质量守恒是早前在化学反应中经常提到,反应前后的物质量不变。但总体系的质量还是要小于各个组分质量之和,但一般情况下,这个质量和能量的变化非常小,可以忽略不计。

但是到了原子核的层面,质量的些许变化,都会带来巨大的能量。爱因斯坦向我们描绘了质量和能量之间的关系,那就是质能方程,通过这个经典的公式,爱因斯坦把质量和能量关联起来,也就是物质的能量等于质量乘上真空中光速的平方,由此得出能量守恒定律,才得以解释核聚变的真正原因。

再来看,一个自由质子的相对原子质量为一点零零七;一个自由中子的相对原子质量为一点零零八四;由“两个质子+两个中子”结合而成的氦负四原子,相对质量为四点零零二六;而:4.0026<2*(1.007+1.0084)=4.0308;其中缺少的质量,就是中子和质子结合成氦负四原子的过程,发生了质量亏损,亏损的质量按照质能方程转化为了能量,此时满足的是质能守恒。

用道德经的引力理论解释核聚变

道德经的引力理论,恒星核聚变没有失去质量,恒星在不断的吸收周围的空间,质量继续在增加,高质量高速自转高公转速度,使恒星发光发热。氢弹的爆炸只是让聚变材料中多余的中子快速衰变,释放出来空间,产生斥力现象。

万有引力的本质不是时空扭曲而是空间缩收,是带质量物体吞噬周围的空间,造成空间运动空间收缩,形成空间的漩涡。在空间的漩涡中,空间在向物体的中心方向运动,想离开带质量物体周围空间漩涡中,必须能克服空间向物体的中心方向运动。

引力波的发现证明爱因斯坦的时空扭曲是错误的,广义相对论预言了引力波的存在,但以时空扭曲理论去测试引力波是测试不到的,近年来改用空间缩收理论,才测试到引力波。而空间缩收产生万有引力现象的理论,是道德经的引力理论。万物负阴而抱阳,冲气以为和。这是道德经的描述,也能够间接解释核聚变。

将能量守恒定律和质能方程结合起来解释核聚变

质量守恒定律本来就不是个最基本最通用的精确定律,它仅仅适用于化学反应中,因为化学反应的最小单位是原子,涉及的只是原子之间最外层的核外电子所形成的化学键,是旧化学键的断裂和新化学键的生成引起焓变带来的极其轻微质量变化。

只是电子质量级别的变化,没有涉及到占原子质量九十九点九九九九的原子核。所以近似地认为质量是守恒的。但严格说起来,在化学反应中质量守恒定律应该和质能方程式结合起来。人们之所以说化学反应遵守质量守恒定律,是因为以下原因。

化学反应的能量大多来自于外部,比如加热、光照、高温和活化分子,或者是放出的热量提供给破坏旧化学键所需的能量。在上述情况下化学反应能量变化主要来自于外部,化学反应物和生成物本身的质量没有转化为质量,所以说这种化学反应是遵守质量守恒定律的。

核聚变是物理变化,是原子内部的变化,能产生别的元素。改变的是占原子质量九十九点九九九九九的原子核中核子的数量和质量,质量肯定不守恒,如果转化为能量的那部分质量能够和能量一体,那质量肯定守恒,可是释放的那部分能量没有任何质量。能量才是物质的第一表现属性,质量不是。因此核聚变不遵守质量守恒定律,但遵守能量守恒定律。

遵循能量守恒但是不遵循质量守恒

核聚变确实不是质量守恒的,假如它质量守恒的话也许全世界就不会削尖脑袋往这个技术里钻了,因为它不是质量守恒,亏损的微小的质量转换成了巨大的能量,这才让科学界趋之若鹜!其未来潜在红利让可以让人类享受很多年,即使以现在人类的能耗乘以一百,在地球灭亡之时都不会将地球上的氢元素耗尽。

这个质量守恒有比较大的局限范围,化学反应时,俄罗斯科学家罗蒙诺索夫提出质量守恒的概念,随后著名法国著名的化学家拉瓦锡验证了质量守恒定律!但在物理界,特别是二十世纪发现了放射性元素和裂变以及核聚变等,科学家发现其最终的质量是会改变的!

而随着一九二八年狄拉克发现正电子以及一九五五年美国科学家西格雷获得反质子则是彻底的证明了质量是完全可以转换成能量的,而这个可以用一个早在一九零五年爱因斯坦提出的质能方程完美诠释。

广岛原子弹的当年大约为两万吨,是一枚铀弹,可以来计算一下,大约有多少物质参与了裂变!

一吨TNT等于四十一亿八千四百万焦耳,两万吨=四十一亿八千四百万焦耳乘以两万吨=83680000000000J

M=E/C^2=83680000000000/299792458^2=9.31×10^-4千克

铀裂变质量亏损约:0.0946%,M1=9.31×10^-4千克/0.0946%=0.984KG

广岛的原子弹总共参与裂变的材料约只有一千克不到,而它的装药量大约至少要超过十五千克,U235包裹中子反射层的临界质量为十五千克,因为U235在被炸散之前它就这一点质量参与了裂变,而亏损的质量只有零点九三一克,广岛核爆后约有陆续二十万人死于这零点九三一克的质量亏损所转换的能量,可以想象一下,这原子中所蕴藏的巨大能量。

而聚变的质量亏损约零点七,超过裂变十数倍,并且其没有临界质量,不需要分散安装,因此裂变弹很少超过五十万万吨,而聚变蛋,沙皇炸弹是一亿吨,因为影响太大而减少装药为五千万吨!终极的正反物质则百分之八亏损,假如沙皇炸弹的所有装药量全部换成正反物质的话,那么其爆炸威力将增强一百四十二点八六倍!

核聚变不符合质量守恒,但符合质能守恒,或者说符合能量守恒,只要你把质量全部换算成能量就对了。当年在β衰变中发现部分能量丢失现象,曾经被认为违反了能量守恒定律,结果天才泡利据此成功预言了中微子,并最终实验证实中微子存在,能量守恒依然成立。

虽然在微观时空领域,由于不确定性原理的存在,能量守恒在极短时间和极小尺度下会被违反,但很快会恢复。所以能量守恒定律依然是目前宇宙的基本定律,所以核聚变是符合能量守恒定律的。

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评论列表
  • 2021-07-12 18:45

    [笑着哭][笑着哭]只听说过质能守恒 没听说过能量守恒

  • 2021-07-12 19:04

    核反应的质量亏损是如何计量出来的?

  • 2021-07-12 17:45

    "简而言之,一吨煤燃烧过后还是一吨煤渣,状态变化,而质量没变。",我上世纪读的初中,化学老师教过,C+O₂==CO₂,煤主要成分是碳分子(C),碳在有充足的氧气燃烧产生二氧化碳,不充足氧气时有一氧化碳,所以1吨煤加X吨氧气(1十X)吨燃烧后生成各种新物质和未参加反应的矿物质的和,总质量也等于(1十X)吨,当然包括部分煤渣(矿物质),二氧化碳,一氧化碳以及少量其他气体。那能说一吨燃烧后等于一吨煤渣呢。

    郑真(潘) 回复:
    我70年代初中毕业生说的不定对。
  • zyg 1
    2021-07-12 18:57

    一吨煤烧了后还是一吨煤渣吗?

  • 2021-07-15 22:43

    只是多次实验计算上符合一致性而已,并不存在什么守恒定律。

  • 2021-07-12 16:30

    物质质量变化,质变与量变规律 "物质既不会凭空产生也不会凭空消失",由此得到某空间内的物质形态变化规律: 质变守恒 m=m1+m2+m3+……+mn 当m1=m2=m3=……=mn, m=mn*n,其中n为释放颗粒数目 从该空间释放出的内能的可表述为 (m1*v1^2+m2*v2^2+m3*v3^2+…mn*vn^2)/2 当全部以相同速度的颗粒释放内能时,也即当v1=v2=v3=……=vn=v时,提取同项变为 v^2*(m1+m2+m3+……+mn)/2 再当以相同质量释放时,即m1=m2=m3=……=mn时,有 v^2*(mn*n)/2, n 为质变时物质释放的颗粒数目 也就是说当物质质变放出同等质量同等速度的物质时,释放内能可近似表示为E=0.5*n*mn*v^2 , 大家可以从n=2,3,4,…,n 验证其正确的性。 当全部以光能释放时有E=0.5*m*c^2。 本人也并不认同E=mc^2很有意义,而0.5mc^2才更有意义。 单从质量变化就套用mc^2就是扯犊子。

  • 2021-07-12 16:15

    设想一个封闭的球形空间,无论这个空间内的物质如何变化,只要没有突破这个封闭球的空间范围,总质量不会变,只代表本人看法。

  • 2021-07-19 08:36

    能量亏损是无法测定的。能量守恒很难被测定很简单的,车辆行进后能量哪去了?风扇转动过后能量怎么测?虽然能量守恒定律有其科学性也有不严谨性