把地球裡的煤炭挖出來燒掉,地球的總質量是不是會變少了呢?為什麼?

10 個回答
裸猿的故事
2019-05-14

簡單說就是不會,原因有三。

要點總結:

  1. 化學反應質量守恆

  2. 地球大氣層也算地球的質量

  3. 地球質量夠大能夠保護自己的大氣層不散逸到太空中去

  • 首先是因為化學反應的質量守恆

把地球裡的煤炭挖出來燒掉,地球的總質量是不是會變少了呢?為什麼?

圖示:地下煤層可以發生自燃現象,這是新疆烏魯木齊某地的煤層自燃現象,位於地面淺表的煤層,容易發生自燃現象


煤炭的燃燒過程雖然相當複雜,但化學反應不是核反應,它簡單的遵守質量守恆的規律。燒煤炭與太陽上的核聚變不一樣,太陽上的氫核聚變成氦,每秒鐘將大約4,200,000噸質量轉化成能量,然後能量被輻射到太空中,因此太陽的核聚變真的會讓太陽質量減少,而且太陽還會因此往外狂吹太陽風,也是在損失質量,但這些損失的質量,只不過相對於太陽的總質量來說,這些減少的質量都微不足道。

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圖示:太陽風的帶電粒子被地球磁場阻擋,在兩極形成美麗的極光

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圖示:5000萬噸TNT級別的沙皇炸彈


理論上說,地球上的核電站,那些利用裂變釋放能量的核電站,在讓地球的質量減少,未來如果我們能利用核聚變發電,那麼這些利用原子能的電站,是真的會讓地球質量減少,質量轉變成了能量。而歷史上美蘇的核試驗也實實在在的讓地球質量減少了一些,但是這點減少的質量實在太少了,非常微不足道,畢竟只要一噸質量完全轉化成能量(注意是完全轉化,一噸氫聚變成氦,損失的質量顯然沒有一噸),就夠全世界用一年的

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圖示:中國可控核聚變研究取得重大突破


  • 其次,計算地球質量時,地球的大氣層也是地球質量的一部分

地球的大氣層是有質量的,當煤炭燃燒後產生的氣體(比如二氧化碳和二氧化硫等)進入大氣層後,這部分質量並沒有消失,而是依然算在地球的質量之中,因為它實實在在的壓在你我身上,形成了大氣壓,想忽視都不行的。據估計,地球的大氣層的總質量為5,750,000,000,000,000噸(5.75千萬億噸)。

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圖示:簡易顯示大氣壓的實驗,將一個剝好的雞蛋,放在一個比它稍小一些的加熱後的玻璃瓶口上堵住它,當玻璃瓶冷卻後,內部氣壓變小,外部氣壓就會將雞蛋壓進玻璃瓶裡。其實,我們用吸管喝飲料的過程,也是在主動利用氣壓差。


  • 最後,地球是個很大的星球,它的引力足以保護住自己的大氣層。

不讓它大量散逸到太空中去,在說二氧化碳的密度大,呆在大氣層較低位置,就算散逸,也輪不到二氧化碳。如果您在月球上燒煤炭,假設您在月球上找到了煤和氧,那麼產生的氣體最終會從月球出逃,因為月球的引力太小吸不住這些氣體。

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圖示:由於月球上沒有大氣層,因此也就沒有空氣阻力,當你同時扔下鐵錘和羽毛時,它們將同時落地,這是美國宇航員當初在月球上重做伽利略比啥斜塔實驗,證明重量和物體的下落速度無關


歡迎關注裸猿的故事,科學是裸猿最偉大的發明

我就是兔斯基
2019-05-15

如果把地球上的煤炭挖出來全部燒掉的話,地球的總質量是不會減少的。因為地球的總質量也包含了地球大氣層的質量。不過地球固體的部分質量減小了,地球的大氣層質量卻增加了。咱們一起來看看這個燒煤的過程中,地球的質量是如何此消彼長的。

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圖示:地球

現在的科學家已經精確的測量出了地球的質量。地球的質量是5.695×10^21噸。其中地球大氣層的質量約佔地球總質量的百萬分之一。地球大氣層的質量在地球總質量面前簡直就是輕若鴻毛。但是這根“鴻毛”的質量也有大約6000萬億噸。

那麼地球上的有多少煤炭呢?地球上的煤炭總儲量大約有13.6萬億噸。如果我們將地球上13.6萬億噸的煤炭全部燒掉的話,很顯然地球的固體質量就會減少13.6萬億噸(當然這個過程不考慮煤炭燃燒剩下的煤渣)。燒掉的煤炭全部變成了二氧化碳氣體進入多了大氣層當中。地球的大氣層質量也就增加了13.6萬億噸。因此地球的總質量並沒有發生變化,只是將固體的一部分質量轉移到了氣體的大氣層中。

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圖示:燃燒的煤層

地球的質量是非常大的,有足夠的引力防止大氣層中的氣體逃逸到外太空中。況且產生的這部分氣體是二氧化碳。二氧化碳的密度是很大的一種氣體,它甚至可以像傾倒液體一樣從瓶子裡倒出來。因此二氧化碳會停留在大氣層的最底部,不會跑到高空逃逸掉的。

那麼地球的總質量是不變的了。然而燒掉了這麼多的煤炭會有什麼後果呢?後果不僅僅是以後寒冷的冬天沒有煤燒了。這樣做的直接後果是向空氣中排放了大約50萬億噸的二氧化碳氣體,同時消耗掉了36.2萬億噸的氧氣。空氣中的氧氣濃度也會從原來的21%降到了20%左右。氧氣減少的程度雖然不足以讓我們窒息,但是二氧化碳的濃度將會飆升到原來的3倍!這將給地球帶來非常嚴重的溫室效應。

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在正常的情況下,地球上的綠色植物以及水都會把空氣中的二氧化碳氣體固定起來,轉化為固體的碳,重新迴歸到地殼當中。這樣可以是地球大氣中的二氧化碳維持在一個比較穩定的範圍之內。這就是地球上的碳循環。如果全部將煤炭燒了,這一平衡將被打破,後果很嚴重。

不管怎麼說,如果地球上的煤炭燒光了地球的總質量是不會變化的。

小宇堂
2019-11-16

這個問題要從三個方面來考慮:

總質量定義?

如果大氣也算入總質量,那麼問題比較簡單。煤炭即便燃燒完,地球(連同大氣)的總質量還是守恆的。

但如果不計大氣的質量,那麼,比較現實的情況應該是地球本身的質量會在煤炭集中燃燒的初期大量減少。
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化學固碳過程

但是很快巨量的二氧化碳又會跟水結合,被海洋吸收,畢竟地球表面大部分都是海洋,降水會很快溶解過濾空氣中的二氧化碳,迅速降低海洋的ph值。而且大量的二氧化碳還會跟碳酸鹽結合,形成碳酸氫鹽,並隨水分流入海洋。

某些可溶的碳酸氫鹽(如碳酸氫鈣或碳酸氫鎂)在飽和的條件下,會跟碳酸鹽(如碳酸鈣或碳酸氫鎂)形成動態溶解平衡,這個過程可以參考溶洞的形成,最後石灰岩又沉積下來,形成岩石,乃至岩層。於是,二氧化碳又被固定到地殼之中。

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這是自然的快速化學固碳過程。

生物固碳過程

除了上面所說的化學固碳過程,生物固碳過程也會很快展開,首當其衝的就是海洋中的藻類,例如藍藻。植物的光合作用的效率也會因二氧化碳濃度的提升而提升,固碳效率相應提高,但這個過程比較慢。畢竟地球上的植物經過數億年,才形成了這麼多的煤炭。一次性燃燒完,要讓植物再把它們固定下來,可不是一兩年的事情。
把地球裡的煤炭挖出來燒掉,地球的總質量是不是會變少了呢?為什麼?

但海水酸化對海洋動物來說是大災難,軟體動物可能因為酸化的海水而無法形成碳酸鈣質的外殼,有珊瑚、貝類等等,這對生物固碳是一種阻礙,想想那些巨型的珊瑚礁,就知道這些軟體動物對固碳的貢獻也不小啊。不過植物固碳還是主力。

地球的碳是循環是一個動態過程,如果大量燒煤,這個動態過程的的水平會提高,直到一個峰值,然後再緩緩下降。

通過各種固碳作用,最終煤炭燃燒產生的二氧化碳還是會被固定到地球的岩石圈和水圈,恢復到接近之前的水平。

注意:以上解答,完全沒有考慮人類的生存可能性哈。要是全世界都煤都燒了,全球平均氣溫可能至少會上升十度,二氧化碳形成的溫室效應足以把人類蒸死了。

沒有人類的地球照樣旋轉呢。😁

刁博
2019-11-20

這個問題需要考慮多方面的因素。比如地球的質量該如何定義?是否需要考慮愛因斯坦質能方程?是否需要考慮大氣層中氣體分子的逃逸對地球質量的影響?除此之外還有很多。

目前依靠人造地球衛星圍繞地球轉動時的數據計算地球的質量是一種常用的方法,用這種辦法計算出的地球質量是包括地球大氣層質量在內的。如果地球的質量不包括大氣層的質量,那麼煤燃燒後生成了大量的二氧化碳,二氧化碳混入地球的大氣層中,這樣地球的質量就會減少。把地球裡的煤炭挖出來燒掉,地球的總質量是不是會變少了呢?為什麼?

如果地球的質量包括了地球大氣層在內,地球的質量變不變也不是初中化學學過的碳和氧氣發生反應生成一氧化碳、二氧化碳,前後質量保持不變那樣簡單。化學反應前後質量保持不變,那只是初中認識階段的近似。碳和氧氣反應會釋放能量,有部分能量會以熱輻射的形式輻射到地球以外。根據愛因斯坦質能方程E=mc²,有能量釋放就意味著會有質量虧損,這樣地球的質量就會變少一部分。把地球裡的煤炭挖出來燒掉,地球的總質量是不是會變少了呢?為什麼?

如果地球的質量包括了地球的大氣層,還要考慮氣體分子逃逸的影響。地球大氣層中氣體分子的速率有大有小,大部分氣體分子運動的速率在幾百米每秒附近,也有極個別的分子速率能夠超過地球的第二宇宙速度11.2千米每秒,這樣的氣體分子就有可能逃離地球引力的束縛,飛到自由空間中。氣體分子的速率與氣體的分子量有關,分子量越小越容易逃離地球的束縛,氫氣的分子量小,地球大氣層中幾乎沒有氫氣,就是因為氫氣幾乎都逃離走了。二氧化碳的分子量相對較大,火星大氣層中主要是二氧化碳。二氧化碳的分子量大於氧氣的分子量,故和氧氣比起來二氧化碳不容易逃逸出地球的大氣層。這樣煤炭燃燒生成二氧化碳後不容易使包含大氣層的地球質量減少。

原創作品,禁止侵權,侵權必究。

用户104410675929
2019-11-16

首先要知道,媒佔地球總質量的很少一部分。媒燒了,會變成別的形式,不會消失。

煤炭是一種碳氫化合物,它被人類燃燒使用過後就會變成三種物質,分別是雨水,煤渣和二氧化氫,這三種物質有無形和有形兩種,無形的就是肉眼看不見,有形的就是肉眼可以看得見的。比如,雨水和煤渣就是可以看見的,水還可以利用來發電,繼續循環使用,而二氧化碳是一種氣體,無色無味,散發在空氣中,就直接被植物給吸收,變成有機物,所以肉眼是看不見。

自由媒体
2019-12-20

非邀

物質守恆,其實是物質不死論。這個怪論一直在支持著人類肆意揮霍地球資源使人類走向滅亡的步伐。物質守恆,是以整個宇宙範圍才能成立。地球,在宇宙中只是一小小塵埃,這粒塵埃,隨時會被浩大的宇宙溶化。人類不斷消耗地球上的資源,它們的能量會以輻射光等形式穿越地球的大氣層溶入宇宙空間中,地球的質量會因此輕。有人說,地球也在吸收來自宇宙的能量,因此地球的質量不會變輕,至少可以持平。事實上也象是如此。但是,由光,輻射等能量轉化成固態具有重量(或質量)的物質,需要漫長的時間,也就是說,地球上物質宇恆,是要經過宇宙宏觀長度時間。

我承認宇宙中物質守恆,但對於地球上任何揮霍資源是一種自殺行為。

诗人的眼睛83314
2019-11-16

謝謝@NeverDie210393445 邀請!

按照傳統理論《能量守恆定律》來說,雖然把煤燒掉了,但是地球上的物質總量並沒有少,所以地球的總質量是不會減輕的。
把地球裡的煤炭挖出來燒掉,地球的總質量是不是會變少了呢?為什麼?

不過,據科研資料證實,原子核無論裂變還是聚變,都會因為釋放能量,得到的總質量要輕一點。至於減少的質量那裡去了,因為沒有權威解釋,所以科研界給了沒有答案的答案:釋放損耗,並且沒有下文。
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從原子核的這種情況看,能量並不守恆,但是現實中為什麼實驗不到質量的差距,打個比方說,在水裡,你能用天平稱出一滴水的質量嗎?
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看來原子核減少的質量應該是充滿宇宙的最基本物質一一緲觀物質,所以在緲觀物質裡你稱不到一個緲觀物質粒子的質量好。
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同樣地球上的煤炭,燃燒後,產生的新物質的總質量要比原來的煤炭質量要減少,只是無法檢測到而已。
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有人說,根據化學方程式,不會少的,確實按個數不會少,但是,既然燃燒發生反應,原子內部就要重組,重組就要釋放內部的能量,或者說內部的最基本物質一一緲觀物質,這就是接受到的煤炭燃燒時的光和熱。其實光和熱都是最基本物質,只是現在沒有方法稱到它們的質量而已。
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有些人又說,即使釋放出來的光和熱是煤炭減少的質量,那也在地球上。

這樣認為也是錯誤的,衛星能檢測到地面上的不同事物,就是檢測到每個事物的熱輻射完成任務的,一個人的熱輻射都能上空數百千米的地方檢測到,那麼煤炭劇烈燃燒的熱輻射、光輻射,肯定都會逃逸出地球。
把地球裡的煤炭挖出來燒掉,地球的總質量是不是會變少了呢?為什麼?

其實地球人就是靠檢測宇宙中的射線才掌握宇宙中的信息的。所以輻射的質量損耗肯定有的。
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所以煤炭燃燒後地球的總質量一定會減少的,不要天真的相信書本上的理論:盡信書不如無書!
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至於地球上的煤炭全部燃燒後,地球的總質量能減少多少,對於地球來說,那真是九牛一毛,算不了什麼。
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不過,由於煤炭燃燒後的產物大部分是二氧化碳,二氧化碳容易產生溫室效應,所以,雖然地球因為煤炭燃燒損失了部分質量,但溫室效應,把從太陽接收的輻射來的質量都保存下來了,可見,燃燒煤炭,不僅不能讓地球減肥,還能讓地球越來越胖。
把地球裡的煤炭挖出來燒掉,地球的總質量是不是會變少了呢?為什麼?

雖然不減輕反而增加質量,但不能是否認煤炭燃燒後的產物的總質量減輕的藉口。

柳侍墨
2019-11-21

你聽說過“物質不滅定律”嗎?

初中物理老師有沒有教過你?

建議題主找一本初中物理書看一看。

看明白了再提問。

🤫

如果題主真的想減輕地球的質量,那麼,我建議你離開地球。

這樣,地球的總質量就會輕一點了。

地球上的資源應該留給正常人。

一不平2018
2019-11-16

循環往復,不可能減少。

找靓机科普君
2019-11-24

我們都知道,礦產,石油,天然氣等自然資源自從被人類發現,人類就從沒有停止過開採。有人就好奇了,假如把地球裡的煤炭挖出來燒掉,地球的總質量是不是會變少了呢?為什麼呢?把地球裡的煤炭挖出來燒掉,地球的總質量是不是會變少了呢?為什麼?

我們都知道質量守恆這個道理,很多人更是形容,地球就是個守財奴從來都不會讓任何東西流走。而礦石以及石油,天然氣,以及砍伐的樹木都不會讓地球的重量產生變化。因為煤炭燃燒後會變為雨水,煤渣,二氧化氫 部分變為降雨回到海洋或地面。煤渣會四處飄落,而二氧化氫二氧化碳等氣體會停留在大氣層,最終滋養植物。 並在數年後再次化為煤炭,所以地球還是那個地球,幾乎不會變少。

把地球裡的煤炭挖出來燒掉,地球的總質量是不是會變少了呢?為什麼?

但是如果把地球上所有的煤炭全部挖出來,全部燃燒掉會發生什麼呢?瞬間爆發的大量二氧化碳,會帶來強烈的溫室效應,當大氣層無法容納這些氣體時,確實會造出臭氧層空洞,並有所外洩,這時的地球,總質量也確實會變輕,但接著太陽的輻射,會被最大的傳遞到地球,接下來大氣層會再次覆蓋地球。

把地球裡的煤炭挖出來燒掉,地球的總質量是不是會變少了呢?為什麼?

這時的地球就像是一個桑拿房,表面的溫度也會瞬間上升, 變得不再適合人類居住,所以為了地球的未來。也為了人類的未來,我們還是要好好愛惜環境啊。

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