一年8000度电(你听说过一斤电吗)
我最近在互联网上看到一个非常有趣的问题:“全球一斤电可以使用多长时间?”
这个问题很不合理。实际上,如果您仔细考虑一下,也可以得到解答。在正常情况下,我们日常生活中经常使用的“斤”单位无法表达和计算能量。通常,“斤”用来表示质量。电通常以千瓦时或一度电表示。
那么,一千克电等于多少度电时?要回答这个问题,我们需要使用爱因斯坦狭义相对论中给出的“质能方程” E = mc ^ 2,该公式对人类世界观具有重大影响。我相信每个人都听说过这个公式,但是这个公式通常与“核弹爆炸”有关。核弹爆炸后,物质被转换成大量的能量,造成了无法想象的破坏。实际上,核能只是质量能方程式之一。在这种应用中,该方程式可用于更多领域,也直接影响着我们对宇宙的看法。
电能是人类当前使用的主要能源,也是第二次工业革命的主要能源。它是人类无法离开地球的基本能源。电的本质是电荷移动或静止时发生的物理现象。多年前,人类发现了电的存在,不仅有天空中的闪电,还有一些鱼类也可以发电。其次,在公元前600年左右,泰勒斯(Thales)发现一只琥珀制成的棍子在猫身上摩擦。它可以暂时吸附羽毛和其他物质,这是人类最早的静电记录,但Thales认为这种现象可能与磁力有关,1752年6月,本杰明·富兰克林(Benjamin Franklin)进行了举世闻名的“风筝实验”,这使世界再次专注于神奇的电现象。最终,在19世纪初期,许多科学家和发明家出现了。世界进入了一个新时代。在许多科学家的努力下,电能不断改变着人们的生活
电能是纯能量,没有质量,但爱因斯坦指出,质量与能量之间存在一定的等价关系。如果对象的能量为m,则该对象表示的能量为E = mc ^ 2,其中E表示能量,M表示质量,C表示唯一恒定的光速。该方程式主要用于解释核反应中的能量损失和粒子的能量。
这个公式的出现告诉我们质量和能量不是无关紧要的,即使在某些情况下,它们也可以相互转换。简单了解之后,我们可以使用此公式来计算一千克电能足以供人类使用多久。
一公斤电= 0.5公斤。为了计算方便,我们将光速取为300000000m / s的整数,则一千克电等于
E = mc ^ 2 = 0.5 *(3 * 10 ^ 8)^ 2 = 4.49×10 ^ 16J,一度电等于3.6 * 10 ^ 6J,经计算可得出500克电等于124.72亿千瓦时,2018年全球总耗电量为22.9万亿千瓦时,一斤电力相当于124.72亿千瓦时,仅够人类使用4至5个小时。如果计算更准确,那么一斤电就足以使人类在世界上使用4.8。大约几个小时。
尽管不如我们想像的多,但对于世界上的人类来说,使用4到5个小时就足够了。已经太神奇了。能量和质量之间的转换效率是惊人的。从核反应中我们可以看到,当物质以某种方式转化为能量时,经常释放的能量是可怕的。
对于人类来说,这种现象可以帮助我们获得更多的能量。将来,如果人类实现受控核聚变,则几乎等同于拥有取之不尽的能源。当然,我们仍将转换这些能源。它是电能,因为电能作为能源具有许多优势。尽管高压电仍然非常危险,但是与其他能源相比,电能非常高效,清洁,不会造成太多污染和破坏。
其次,在未来,人类不仅可以利用核聚变提供能量,而且“反物质”也可能在未来为人类提供能量,并作为航天器的燃料,帮助我们穿越太空。当积极和反物质相遇时,两者将相互抵消。 ,并释放出巨大的能量。
一克反物质完全销毁后,可以释放出42857.143吨TNT炸药爆炸释放的能量,这相当于三枚广岛原子弹释放的能量,即一克反物质释放的能量为如果920千克(46万克)的反物质完全消灭了释放的能量,那么这相当于三枚核弹,这等于2018年人类使用的总电量。
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