La respuesta básica son dos puntos: primero, la fusión nuclear viola la ley de conservación de la masa; segundo, nadie en la comunidad científica está molesto por esto, porque todos saben que la ley de conservación de la masa; no es una ley precisa, la ley de conservación de la energía es la ley precisa de la cual debe derivarse el resultado de la no conservación de la masa.
Para explicar claramente lo que significan estas discusiones, primero debemos entender cuáles son las leyes precisas que se piensan actualmente, es decir, cuál es nuestro punto de partida teórico. En lo que respecta a los problemas de masa y energía, actualmente se cree que la teoría precisa es la teoría de la relatividad, y la mecánica newtoniana es una aproximación de la relatividad a bajas velocidades.
Hay que destacar que la teoría de la relatividad es precisa y la mecánica newtoniana es tosca. Si se quiere, se puede decir que la mecánica newtoniana está equivocada o que la teoría de la relatividad ha anulado la mecánica newtoniana. Puede haber otras personas que objeten y digan que la mecánica newtoniana no ha sido revocada y sigue siendo una teoría correcta. Estas dos afirmaciones aparentemente contradictorias en realidad no están equivocadas. En realidad significan lo mismo: cuando la velocidad es mucho menor que la velocidad de la luz, los resultados experimentales son consistentes con los resultados predichos por la mecánica newtoniana con una precisión muy alta y cuando la velocidad es comparable a la velocidad de la luz, la velocidad es comparable a la velocidad de la luz. Los resultados experimentales son consistentes con los resultados predichos por la mecánica newtoniana. Los resultados se desviarán significativamente de las predicciones de la mecánica newtoniana.
Un patrón de pensamiento clave aquí es que en las ciencias naturales no existen teorías absolutamente precisas. Cuando decimos que una teoría es correcta, simplemente queremos decir que sus predicciones concuerdan con los resultados experimentales con un grado muy alto de precisión. Pero nunca se puede estar seguro de si seguirá siendo consistente si se mejora aún más la precisión.
Según la teoría de la relatividad, existe una relación masa-energía entre energía y masa: E = mc^2, donde c es la velocidad de la luz en el vacío, que equivale aproximadamente a 300.000 kilómetros por segundo. Se trata de una fórmula con connotaciones muy ricas. El significado básico es que una determinada cantidad de energía debe corresponder a una determinada cantidad de masa, y viceversa.
Bien, veamos qué significa esta fórmula para reacciones químicas. Considere una reacción química típica, 2 H2 + O2 = 2 H2O, donde el hidrógeno y el oxígeno forman agua.
La entalpía molar de formación de agua líquida es -285,8 kJ/mol, lo que significa que en condiciones estándar (25 grados Celsius, 1 atmósfera), se genera 1 mol de agua líquida (es decir, 18 gramos) a partir de elementos hidrógeno y oxígeno La energía liberada por el agua) es 285,8 kJ.
¿Cuál es la masa correspondiente a tanta energía? Expresada en el Sistema Internacional de Unidades, la velocidad de la luz c es aproximadamente 3E8 m/s (3E8 representa 3 veces 10 elevado a la octava potencia), el cuadrado de la velocidad de la luz c^2 = 9E16 m^2/s^2 , y la masa a encontrar es 285,8E3 / 9E16 kg = 31,8E-13 kg = 3,18E-9 g.
Cuando 2 gramos de hidrógeno y 16 gramos de oxígeno producen 18 gramos de agua, ¡la masa sólo se reduce 3,18 veces 10-9 gramos! En términos de escala, es 1,76E-10, o 1,76 partes por 10 mil millones.
¿Puedes detectar un cambio de masa tan pequeño? Por supuesto que no. Incluso si desea medir específicamente este cambio masivo, no estoy seguro de si los métodos de medición más avanzados pueden hacerlo. Por tanto, en la vida diaria pensamos que la ley de conservación de la masa es una buena ley.
Pero en el caso de la fusión nuclear, los cambios de energía involucrados son mucho mayores, y los cambios de masa que la acompañan también son mucho mayores.
Un ejemplo típico es combinar un núcleo de helio (compuesto por dos protones y dos neutrones. En estado libre, la masa del protón es sólo un 0,14% menor que la del neutrón) y cuatro núcleos de hidrógeno. . (que contiene solo un protón), la masa es un 0,8% más pequeña. En otras palabras, si se agregan 4 H en un He, la masa se reducirá en un 0,8%. ¡Por supuesto que se puede medir un cambio de masa tan grande!
De hecho, es precisamente porque el cambio de masa de la fusión nuclear es tan grande que la energía liberada también es muy sorprendente. La densidad de energía es 100 millones de veces mayor que la de las reacciones químicas, por lo que las estrellas pueden continuar. brillar.
Sol
La distancia entre el sol y la tierra es de 150 millones de kilómetros, mientras que el radio de la tierra es de sólo 6.400 kilómetros, lo que significa que la luz emitida por el sol es sólo alrededor de 4 partes por 10 mil millones brilla en la tierra.
Una proporción tan pequeña alimenta todo el ecosistema terrestre. Piénselo, ¡este es el poder de la fusión nuclear!
La fusión nuclear sigue la ecuación masa-energía de Einstein y no viola la ley de conservación de la masa. En el proceso de fusión nuclear, los núcleos de pequeña masa se combinan para formar núcleos de mayor masa, liberando energía al mismo tiempo. Debido a que un núcleo más masivo está más estrechamente unido, su masa será menor que la suma de las masas de los núcleos más pequeños que lo componen. Esta diferencia de masa es la pérdida de masa, que equivale a la energía liberada.
La conservación de la masa se suele mencionar antes en las reacciones químicas. La masa de la sustancia antes y después de la reacción no cambia. Sin embargo, la masa del sistema total sigue siendo menor que la suma de las masas de los componentes individuales, pero en general, los cambios de masa y energía son muy pequeños y pueden ignorarse.
Pero a nivel del núcleo atómico, ligeros cambios de masa aportarán una enorme energía. En 1905, Einstein describió la relación entre masa y energía, que es la ecuación masa-energía. A través de esta fórmula clásica, Einstein relacionó masa y energía, es decir, la energía de la materia es igual a la masa multiplicada por el cuadrado de la velocidad. de luz.
Para la reacción del núcleo atómico, la energía aportada por la pérdida de masa es enorme. Cuando el núcleo con una energía de enlace pequeña se convierte en un núcleo con una energía de enlace grande, se liberará energía. La energía atómica es la energía liberada cuando cambia la energía de enlace de los núcleos atómicos.
La gente desarrolló bombas de hidrógeno basadas en el principio de fusión nuclear ligera. En el universo, la fusión se produce en el interior de todas las estrellas en todo momento, como el sol, lo que equivale a la explosión de 90 mil millones de bombas de hidrógeno cada segundo.
Los comentarios son bienvenidos y seguimos a Quantum Laboratory.
Utilizando la teoría gravitacional del Tao Te Ching, las estrellas no pierden masa durante la fusión nuclear. Las estrellas continúan absorbiendo el espacio circundante, y su masa sigue aumentando su alta calidad, su alta velocidad de rotación y su alta revolución. La velocidad hace que las estrellas brillen y se calienten. La explosión de una bomba de hidrógeno simplemente hace que el exceso de neutrones en el material de fusión se desintegre rápidamente, liberando espacio y creando una fuerza repulsiva.
La esencia de la gravedad no es la distorsión del espacio y el tiempo sino la contracción del espacio. Es el vórtice del espacio que devora el espacio circundante cuando el objeto con masa lo devora, haciendo que el espacio se mueva y se encoja. , formando un vórtice en el espacio. En el vórtice del espacio, el espacio se mueve hacia el centro del objeto. Si quieres salir del vórtice del espacio alrededor de un objeto con masa, debes poder superar el espacio y moverte hacia el centro del objeto.
El descubrimiento de las ondas gravitacionales demuestra que la distorsión del espacio-tiempo de Einstein es errónea. La teoría general de la relatividad predice la existencia de ondas gravitacionales. Sin embargo, es imposible probar las ondas gravitacionales utilizando la teoría de la distorsión del espacio-tiempo. En los últimos años, ha sido reemplazada por La teoría de la contracción espacial solo ha probado las ondas gravitacionales. La teoría de que la contracción del espacio produce el fenómeno de la gravitación universal es la teoría de la gravedad del Tao Te Ching.
La teoría de la gravitación universal en el Tao Te Ching: "Todas las cosas llevan el yin y sostienen el yang, y la energía está en armonía". El "yin" que libera espacio en todas las cosas se mueve alrededor del "yang" que absorbe el espacio, y el vacío del espacio entre la materia crea el fenómeno de la gravitación universal.
Debido a que los objetos de baja temperatura necesitan absorber la energía del espacio circundante, el espacio se contrae hacia el centro del objeto de baja temperatura, provocando condensación.
Dado que un objeto con masa necesita absorber el espacio circundante para la radiación del cuerpo negro, el espacio circundante se contrae hacia el centro de masa, lo que resulta en el fenómeno de la gravitación universal.
La transformación del Tai Chi yin y yang no es una simple cuestión de temperatura. En Tai Chi Piscis, el objeto que absorbe el espacio es el yang, y el material que libera el espacio es el yin. lado, la temperatura alta es yang y la temperatura baja es yin.
Cuanto más rápida es la línea de revolución del cuerpo celeste en la galaxia, más radiación del cuerpo negro libera y cuanto mayor es la fuerza gravitacional G que produce, más rápida es la velocidad de rotación del cuerpo celeste, mayor es la gravedad; fuerza G que produce.
Respuesta: Durante la reacción nuclear, la masa no se conserva. En este momento se sigue la "conservación de masa-energía".
La conservación de la masa se aplica a las reacciones químicas y a la mayoría de los procesos en la práctica; de hecho, la conservación de la masa es una cantidad aproximadamente conservada. En los sistemas relativistas y la física nuclear, la masa no se conserva.
Después de que Einstein propusiera la teoría especial de la relatividad, obtuvo la ecuación masa-energía, que unificó masa y energía. La ecuación masa-energía describe que la masa y la energía se pueden convertir entre sí, y lo son. simplemente diferentes apariencias de la misma cosa.
Al mismo tiempo, la ecuación masa-energía también implica que una masa pequeña puede liberar energía muy grande; por ejemplo, la bomba atómica de Hiroshima perdió menos de un gramo de masa en la fisión nuclear;
Continúe observando:
(1) La masa atómica relativa de un protón libre es 1,007
(2) La masa atómica relativa de un protón libre; el neutrón es 1,0084;
(3) La masa relativa de un átomo de helio-4 compuesto por "dos protones + dos neutrones" es 4,0026
Y: