如果有人跟你说,如果可以将1包火柴的质量(重量)完全利用释放出的能量大小相当于5颗原子弹爆炸时释放的能量大小,其威力不亚于5颗原子弹。听到该说法大家一般都会感到不可思议,可能会认为这是不可能的。1包火柴而以怎么可能会有这么大的威力呢?
火柴
1包火柴一般大约有50根,每根火柴的质量大约为0.2g,忽略火柴盒的质量,1包火柴的质量大约为10g,火柴的热值大约为1.2×10^7J/kg。根据火柴的热值进行计算,将1包火柴完全燃烧大约可以释放1.2×10^5J的能量。科学家通过计算得出广岛的那颗原子弹爆炸时释放的能量大小约为1.8×10^14J。
火柴
这里大家可以看出,1包火柴完全燃烧释放的能量大小和广岛的那颗原子弹爆炸时释放的能量大小相比,两者相差1亿多倍。大家这里可能会怀疑该说法的真实性。
当然上面的说法并不是空穴来风,这里提到的将1包火柴的质量完全利用并不是简单的燃烧,而是根据阿尔伯特·爱因斯坦在狭义相对论中提到的质能方程进行换算得到的。
阿尔伯特·爱因斯坦认为质量和能量之间可以相互转化,既物体的质量可以不守恒,但质量和能量之间存在换算关系,该关系换算出来的总和是守恒的。并还在狭义相对论中提出了质能方程,指出了质量和能量之间的换算关系。
阿尔伯特·爱因斯坦
质能方程:
E=mc^2
E代表物体质量变化后吸收或释放的能量大小,m代表物体质量的变化量,c代表光速。
也就是说,能量的变化量=质量的变化量×光速的平方。
质能方程
按照阿尔伯特·爱因斯坦的质能方程,将1包火柴的质量完全利用也就是将这包火柴的质量完全转化为能量的大小。
10g=1×10^-2kg
光速c大小约为3×10^8m/s
E=mc^2
=1×10^-2×(3×10^8)^2J
=9×10^14J
这里我们通过运用质能方程计算得出,将1包火柴的质量完全利用释放的能量大小约为9×10^14J。
火柴
接下来我们用将1包火柴的质量完全利用释放的能量大小和广岛的那颗原子弹爆炸时释放的能量大小进行一下对比。
9×10^14/1.8×10^14
=9/1.8
=5
通过对比大家可以看出,如果可以将1包火柴的质量完全利用释放出的能量大小确实相当于5颗原子弹爆炸时释放的能量大小,其威力确实不亚于5颗原子弹。
原子弹爆炸
当然想要实现上面这件事并不容易,按照人类目前的科技水平,可以认为不可能实现上面这件事。