太陽照著地球,給地球送能量,地球的質量會增加嗎?

懂一點科普 發佈 2020-01-05T00:29:45+00:00

從初中所學到的化學中,我們就已經知道燃燒的本質就是物質進行氧化還原反應並釋放能量的一個過程,對這個過程,其實更本質的解釋就是一種高能物質要轉化成低能物質,那麼它就必須釋放出一部分的能量出來才能保證質能上的平衡的過程。

從初中所學到的化學中,我們就已經知道燃燒的本質就是物質進行氧化還原反應並釋放能量的一個過程,對這個過程,其實更本質的解釋就是一種高能物質要轉化成低能物質,那麼它就必須釋放出一部分的能量出來才能保證質能上的平衡的過程。也就是說,所有的物質,無論它最終通過什麼樣的物理變化或者是化學反應,其內部所涵蓋的質量與能量的總量是恆定的。在一個封閉的系統之內,質量與能量不會消失,也不會被創造。

根據這質能上的守恆所得出的感悟,有人曾提出過這麼一個疑問,他說:「太陽一直照射著地球,不斷地給地球輸送能量,那麼依據質能守恆定律來看,地球的質量是不是會被太陽照射而一直增加著?」

地球會因為被太陽的照射,會因為被太陽源源不斷的能量供應而出現能量轉化為質量,從而致使質量增加的情況嗎?

實際上,無論地球被太陽照射得多猛,甚至是說無論地球有沒有被太陽的能量照射到,地球的質量都是不可能會因此而發生明顯變化的

有人也許會產生那麼一個疑問,那麼被太陽照射到地球的能量跑去哪裡了?它沒有轉化成質量而留在地球上,難道它憑空消失,或者是散出外太空了嗎?

能量的憑空消失,那是不可能的,因此,我們只有一個答案,那就是以熱量的形式而散出外太空了。

太陽給地球的能量會被地球以熱量的形式散發出去,細心的人可能又會產生那麼一個疑問,植物進行光合作用,然後它們不是將太陽能給儲存在了葡萄糖內了嗎?能量不是使水跟二氧化碳這樣的無機物變成了葡萄糖這樣的有機物了嗎?也就是變成了我們所說的質量了嗎?那為什麼還會出現地球的質量不會因此而增加,或者說能量都會以熱量散發到外太空的說法呢?這沒有道理啊。

根據質能公式,質量可以轉化為能量,那麼這說明質量跟能量是一體的,能量也應該可以轉化為質量的,但是,實際上地球的質量就跟山腰上的一個有流水的小湖泊一樣,它本身的容量就是那麼大,因此它所能容納的水量必然也就是那麼大,並不會因為有流水的灌入而出現總體水量積累得越來越多的情況,畢竟它所積累的水量也是會流走的。

陽光照射地球的能量確實會轉化為能量,但地球的質量也確實不會因此而增加

光合作用最關鍵的本質就是植物通過葉綠素及生物酶的作用來利用光子將水(H2O)給拆開並形成氧氣與還原氫[H]的過程,這一過程可以被理解為:光子+水=氧+還原氫,也就是說,太陽給地球輸送過來的能量轉化為質量的全部都被塞進這個被拆開的水分子裡面了

那麼,這個能量是怎麼被塞進去的呢?其實在某種說法看來,宇宙中的一切物質都是由能量凝聚而成的,包括光子也不例外,由於能量與質量在本質上是屬於一體的,光子有能量,那它也必然就有質量。光子在葉綠素及酶的幫助下成功地介入到水分子的內部,然後被水分子中的電子吸收並使電子發生能級上的躍遷,使得氧原子可以與氫原子脫離,最終也就發生了光子留存在了高能級電子中的事件,這也即是光能最終被存儲在物質中的本質了。

光子的能量,即是質量被植物拿來進行光合作用,雖這質量極其的微小,但是量少也是肉啊,積少成多總會是有點道理的吧,可為什麼地球的質量卻總是照不起來呢?

其實,文章的一開頭已經說了,所有的物質,其內在的質量跟能量都是恆定的,我們不說被植物拿來進行光合作用的而被塞進葡萄糖裡面的能量最終會被植物本身,或者說是被其他的微生物及動物消耗了,我們單從物質的系統循環方面就可以看得出來。地球本身的質子,中子及電子的總數是恆定的(自動忽略天外隕石的掉落以及地球邊緣大氣分子的丟失等等的感染),而從上面所說的光子只能以融入電子中並使得電子的能量增加(雖然質量上是可以忽略不計,但那終歸還是屬於質量上的增加),並不能使物質增加,沒有物質上的增加,那麼地球質量的增加也就無從說起了

太陽給地球輸送過來的能量並沒有給地球創造物質,它的本質只是能夠使物質產生一種循環而已

還是拿光合作用來說,光合作用是利用光能來將水與二氧化碳撮合成葡萄糖,然後生命的呼吸或者說是葡萄糖的氧化燃燒又會使得它的能量給釋放出來,並重新使它變回水和二氧化碳。這是一個物質的循環,而物質來來回回的變化只是物質的氧化還原反應所產生的一種電子躍遷並伴隨著原子的重組而已。

如果要從整個地球物質系統的層面上來說的話,太陽給地球輸送過來的能量去向,一是以溫度輻射的方式向太空中散去,二是給物質發生位移而提供了動力(包括生命活動所產生的一些物質交換上的位移),同時,地球一切存在於生命體內的生化反應,甚至是有機物的燃燒,這些都是物質存儲太陽能後的一種能量釋放。

那麼,如果植物一直利用水跟二氧化碳來將光能撮合成葡萄糖,葡萄糖一直存儲著太陽輸送過來的光子不被生命利用,不被氧化燃燒,這樣地球的能量不就增加了嗎?其實,若沒有生命利用這些光合作用所形成的葡萄糖,沒有這些葡萄糖的燃燒,也就沒有二氧化碳的釋放,大氣中沒有二氧化碳的存在,光合作用的暗反應也就無法進行,最終葡萄糖也就無法合成了,也就是說,光合作用自然也就無法再進行,無法再將光子融進電子中。光子融不進地球的物質粒子體系中,那麼又怎麼能給地球增加質量呢?

PS:最後有個問題,如果說水跟二氧化碳能撮合成葡萄糖是因為光子融進水分子中的電子的結果,那麼葡萄糖經有氧呼吸生成水跟二氧化碳呢?那是不是應該要釋放當初光合作用時所吸納的光子?可是葡萄糖的有氧呼吸好像並不會發光啊。

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