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一斤的电能供全世界使用多少年?

TIME:2019-09-17   click:

  这个问题看起来好像很无厘头,但实▪▲□◁际△▪▲□△上,也确实是可以回答的。不仅★◇▽▼•如此,这当中其实还涉及到了很多人对于质能方程E=mc^2的误区。因此,我们如果要解决这▪…□▷▷•个问题,我们就得先从质能方程说起。

  线年,爱因斯坦发△▪▲□△表了四篇划时代的论文,这当中包括了布朗运动、光电•●效应、狭义▷•●相对论等。

  最后一篇的内容是对狭义相对论进行的补充,这部分内容后来也被称为质能等价,其中就涉及到了如今最出名的物◁☆●•○△理学公式:E=mc^2。

  虽然这个方程非常有名,但对于它的误解也最多。我们在很多文章和科普当中常常看到这▽•●◆个方程是这么用的:核弹爆炸后,质量转化为了能量释放出来。

  那这到底哪错了呢?实际上,科学家都很喜★-●=•▽欢玩“统一”的把戏。爱因斯坦之所以是物理学家当中最杰出的存在,就是因为爱因斯坦实现了两个“统一”,他先是统一了“空间”和“时间”,认为它们应该被并称为时空。

  其次,在质能等价的论文当中,他统一了“质量”和“能量”,他认为质量和能量其实是一回事,一体两面的,质量当中有能量,能量当中有质量。

  (相信看到这里,你可能会感到太◇…=▲不可思议了,但是别急着否定,如果好事的话,可以去看看爱因斯坦的论文,或者找本大学物理书来看看,由于这里的误区太重,这部分的内容已经被严重突出,就是为了辟谣“质量转化为能量”。)

  那这个“一体两面”该如何理解呢?我们可以拿“钱”来举例子。假设你有一笔钱,你可以把这笔钱换成全部都是人民币,你也可以全换成▲=○▼美元,或者是人民币和美元都有。但无论你如何配比,你的这笔钱的价值是不变的。而这里的人民币就好比能量,美元就好比质量,而c^2就是汇率。因此,我们就可以得出E=mc^2。也就是说,能量也是有●质量的,质量也是▪•★有能量。

  知道了这些,我们再来看看一斤重的电能其实也就说得过去了,那它到底能供全世界用多少年呢?

  一斤就是500g,也就是0.5kg;c是光速,为了方便计算,我们这里近似取整3*10^8;电能E=mc^2=0.5*(3*10^8)^2=4.49×10^16J;一度电是3.6*10^6J;因此,简单做一个除法,我们就可以得到一斤电能对应1.2472*10^10度电,也就是124.72亿度电。

  根据世界银行统计,我们可以知道,2018年全球人均用电量是3130.71度。(2019年的最新数据还没有发布,毕竟2019年也□◁还没有过完。)

  因此,根据全球总用电量=全球人均用电量×全球人口,我们可以得到这个全球总用电量是23.77万亿度。而一小时就需要耗电27.14亿度。

  在上文中☆△◆▲■也提到了,一斤电能对应了124.72亿度电,做一个简单的除法,我们就可以得到4.6小时。因此,一斤电能够全球人口使用4.6小时的。当然,我们还可以计算得到:全世界人口一年的耗电量所对应电能的质量是1780.7斤。

  最后,我们来总结一下,爱因斯坦的质能方程想要表达的其实不是转化关系,而是等价关系,因此,这个理论也被称为质能等价。通过质能等价E=mc^2,我们可以计算得到一斤电能所对应的能量是124.72亿度电,根据世界银行的数据,我们可以得到,全球总用电量是23.77万亿度,因此,一斤电能可以全世界使用4.6小时。而全世界的总用电量对应的质量是1780.7斤。

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