如果將 一斤水加到一斤鹽中 ，我們得到的總重是多少？
有人說是兩斤， 有人說比兩斤多 ，還有人說比兩斤少，總之一時間爭論不休。
於是大家紛紛做實驗想要得到答案，其中一個實驗由於器材有限，只能將一杯50克的水放到50克的鹽中，結果你猜怎麽著？ 得到的總重竟然是101克 。
接下來咱們就來了解一下，為何一斤鹽溶於一斤水，很難得到兩斤總重？如果用愛因斯坦的話來回答，那就是 質素即能量 。
質素守恒定律
從化學反應上看
咱們都知道，當物質發生化學反應時，會遵守一個規律，那就是 質素守恒定律 。
也就是說，如果將一斤水放到一斤鹽中，我們得到的總重量就應該是兩斤。
但是很顯然，我們透過實驗，似乎可以否定這一結論，難道質素守恒是錯的嗎？
關於這一定律，最初的發現者是俄國科學家 羅蒙諾索夫 ，他在1756年，將 錫 放在密閉的容器中燃燒，隨後對容器和容物內的物質的總質素進行觀測。
羅蒙諾索夫
結果發現，得到的質素和燃燒前並沒有發生變化，後經過反復實驗，得到的都是一樣的結果，於是他認為在化學變化中， 物質的質素是守恒的 。
後來經過其他科學家反復實驗，得到的都是一樣的答案，但是當時有人提出，在之前的實驗中， 測量的工具和技術都很落後 ，因此肯定存在誤差。
愛因斯坦的質能方程式
隨後愛因斯坦又提出狹義相對論，並給出了質能關系公式（ E=mc2 ），其中E是能量， m是質素 ，c是光速。
愛因斯坦和質能方程式
在他看來， 孤立的系統中 ，物質可以轉化為輻射能，而 輻射能也可以轉變為物質 ，在這個過程中，物質的狀態可以發生變化，但是不代表消失了。
也就是說，所有粒子的 相對論動能與靜能之和 ，可以在相互作用的過程中，保持不變。
很多科學家基於這一問題進行研究，結果發現，很多 重元素 的原子核都不穩定，它們會發生 衰變過程 。
元素
在自然環境中，這些重元素會衰變成比自己輕的元素，由此迴圈，直到衰變為穩定的 鉛元素 。
而科學家還發現，不管是經歷 α衰變還是β衰變 ，產生的物質質素會比衰變前的物質略微少一些。
這顯然和科學家最初認定的質素守恒，出現了偏差。
如果用愛因斯坦的 質能方程式 來解釋，即便該物質的粒子種類和數量沒有發生變化，但是當它進行化學反應時，就會 釋放和吸收熱量 。
元素衰變
這些釋放出的熱量，就是來自分子或原子間 化學鍵 儲存的能量。
而得到的熱量，最終也會儲存在化學鍵中。
於是在二十世紀初，科學家再次進行實驗，當時的精密測量技術已經得到高度發展。
他們發現原子核分裂可以產生巨大的能量，於是科學家將1 000克硝化甘油爆炸之後，得到的能量為 8.0×10^6 J 。
如果用質能關系公式計算，那麽產生的能量質素應該是 8.9×10^-8 g 。
原子核分裂
那麽這樣來看，該物質在前後發生變化後，其產生的質素差幾乎可以忽略不計，即便是用現在的實驗技術，也很難測算出來。
所以在經過這些實驗驗證後，人們才將原本的質素守恒和能量守恒，合並在一起，形成了 質能守恒定律 。
但是如果要用這一定律來看鹽溶於水後的總重變化，似乎並不太準確。
鹽溶於水的質能變化
一般來說，愛因斯坦的質能方程式主要是用於解釋核變反應中的質素虧損和計算高能物理中粒子的能量。
原子彈爆炸
因此一般只有 核分裂、核聚變 和正反物質的湮滅，才會用到這個公式。
現在用於解釋鹽溶於水的問題，得到的能量變化可能會更小。
但是一定要說，也不是不行。
溶解過程有條件
我們需要先明確一點，在進行實驗的過程中，實驗結果會受到多方面因素的影響。
如果溶解時的 溫度、壓強和溶劑的種類 都會產生不同的結果。
鹽和水
不同溶劑會得到不同結果
我們知道，鹽的種類有很多，其中大部份在溶於水的過程中都會釋放出熱量，這種熱量就會 以電磁波的形式輻射出去 。
也就是說，在這個過程中，當鹽的能量下降後，鹽與水混合的總質素就會降低，於是我們就會得到 1+1的結果。
但是還有一些鹽，它們在溶於水的過程中，會吸收熱量，比如 氯化銨 ，於是我們最後得到的總重量，就會呈現1+1>2的結果。
氯化銨
比方說，我們在實驗中一般用到的就是食鹽，也就是氯化鈉。
在常溫常壓下100克水只能溶解35.9克的鹽，而一斤水是500克，所以最終能夠溶於水的鹽是3.59兩，而剩余的部份就會沈入杯底。
也就是說，其中有3.59兩的鹽，會在溶解的過程中吸收熱量，於是此時這部份的質素其實已經增加了。
而沒有發生反應的6.41兩，就不會發生反應，所以質素不會變，那麽最後我們得到的總重，就會增加。
不同鹽的溶解度
而如果采用的是硝酸銀，在常溫常壓下，100克的水可以溶解220克的硝酸銀。
也就是說，一斤的水完全可以將一斤硝酸銀溶解，那麽在整個反應過程中，溫度、能量和質素都不會發生變化，於是我們最後就會得到 兩斤不飽和的硝酸銀溶液 。
不同環境下的實驗
那麽我們現在來考慮在封閉環境和非封閉環境下，得到的實驗結果又會是什麽樣呢？
實驗環境
我們個人一般在做這類實驗的時候，肯定無法做到密閉的系統，也就是說，在鹽溶於水的過程中，我們肯定會受到外界環境的幹擾。
我們日常的室溫大約在30-40℃，此時環境中的熱傳遞會使得系統的質素發生變化。
此時如果采用的水溫為20℃，那麽這個溫度就低於室溫，於是水就會「不自覺」地吸收外界的能量，而此時水汽蒸發的速度也很快。
水會蒸發
那如果，在室溫15℃的情況下，就會出現和上面相反的情況，此時的室溫低於水溫，於是水就會散熱，但此時水汽蒸發的速度也會變慢。
在這兩種情況下，我們很難了解到去，水釋放和吸收的熱量，與具體蒸發的水到底那個更多，所以最後得到的實驗結果，就會 出現誤差 。
而如果我們擁有一個理性的實驗環境，保證鹽溶於水的過程中，整個系統不會和外界的物質進行能量交換。
不同的反應過程
那麽整個過程也不會有任何質素損失，於是一斤鹽溶於一斤水時，就可以得到兩斤的總重。
可以不用將問題復混成
總的來說，我們在討論這個問題的時候，需要 考慮到多方面的因素 。
像鹽溶於水這樣的問題，我們雖然可以較真的用質能守恒定律來解釋，但是就必須加上一個前提條件：在密閉的環境下。
鹽溶水實驗
當然了，還有人要認為，即便是現在的稱，也不一定能夠精確地稱出物體的質素，因此這樣的實驗，我們普通人去做，難免會存在很大的bug。
所以這就要看大家，最終從哪個角度去看這個問題了。
或許你們有進行過這樣的實驗嗎？你們得到的總重量是否等於2斤呢？可以在評論區分享一下你的結果。
