如果把一斤盐，放进一斤水，最终的结果真就一定是两斤重么

综述

上小学时，老师就问过我们“一斤棉花和一斤铁哪个更重？”得出来的结论是一样重。因为在这里，斤是质量单位，“哪个更重”是问重量，所以同样质量的铁和棉花，在不考虑浮力的情况下，它们两是一样重的。

不过放在浮力上讲，一斤铁一定会沉下去，而棉花在没有吸饱水之前，一定是浮起来的，这样看上去铁似乎要更重一些，不过学过物理的都知道，这和重量没啥关系，主要是因为密度不同。

在质量与重量两种不同情况下，会得出如此不同的结论，那么如果将一斤盐放入一斤水当中，最终的结果真的就会是两斤吗？

答案是肯定的，但是有很多情况需要我们去考虑。首先我们需要了解一下质量守恒定律。

质量守恒定律

质量守恒，即在任何一个孤立系统中，不论发生什么样的变化，总质量都是不会发生变化的。

将一斤盐溶入一斤水中，在没有任何的水和盐的散失的情况下，整个系统与外界没有任何物质与能量的交换，所以肯定是两斤。组成最终物质的原子并没有发生变化，所以，放盐前后并没有任何质量的变化。

但是在现实生活中，盐与水并不处于一个孤立的系统，我们需要考虑诸多因素。

溶解度问题

溶解度是在一定的温度之下，某一固态的物质在100g溶剂里，到达饱和状态时所溶解的质量。溶解度必须要在一定的温度之下，如果温度发生改变，固体物质的溶解度也会发生改变。

物质溶解与否、溶解能力的大小都会影响溶解度。一方面，它取决于物质本身。另一方面，与外界条件有关。在相同条件之下，不同物质在在溶液中的溶解能力各不相同。

在常温常压的状态下，氯化钠（食用盐）的溶解度为35.9g/100g。所以，只有3.59两的食盐能够溶解进水。当一斤的盐溶进一斤的水后，总质量并没有两斤，而是是1斤3.59两，剩下6.41两的食盐没有溶解。

但是，盐也分很多种，食盐只是其中一种，盐类化合物家族的成员有很多。

• 次氯酸银（AgClO4）的溶解度是5570g/L，
• 氟化银（AgF）的溶解度是1800g/L，
• 硝酸银（AgNO3）的溶解度是220g/L。

硝酸银的溶解度高于食盐，若是将一斤的硝酸银放入食盐中，便可完全溶解，最后得到的是两斤的硝酸银溶液。

在室温发生变化时，整个系统是一定会发生变化的。

但是这种变化实在是微乎其微，从我们生活的一天的来看，温差最多也不过20度，且间隔时间较长，这样的变化对于系统的影响并不大。

质能等价

根据狭义相对论的质能方程（E=mc^2），质量和能量并非真正意义上是守恒的，只有质能才是绝对守恒的。

物体所蕴含的固有能量与其质量是等价的，质量在一定在条件下会转化为能量，在核聚变反应中，能量也会反过来转化为质量，布莱特-惠勒过程也是一样。

很多人认为，在核弹爆炸前后，有质量减少，质量转化为了能量释放出来。但实际上，质能方程是描述等价关系，而不是转化关系。

质能等价描述的是，质量和能量其实是一个东西，质量里含有能量，能量里含有质量。

所以，当核弹释放出来的那部分能量，如果你有一个理想的仪器把它们收集起来，然后称量一下，这时，它应该正好等于反应前后损失的质量。

因此，质量守恒是对的，能量守恒也是对的，这样一来，就是质能守恒才是对的。一个系统应该同时遵守这三个守恒。

无论什么过程，质能总和始终维持不变。

对于大部分的盐，它们在溶于水的过程中会放出热量，以电磁波的形式辐射出去。由于体系的总能量下降，所以混合后的总质量其实会降低，小于两斤。

另一方面，诸如氯化铵这样的盐溶于水时会吸热，这样混合后的总体质量升高，大于两斤。只是这种能量变化非常小，使得我们完全可以忽略质量的变化。

在m=E/c^2之下，任何的能量变化都要除以一个c^2，这可是要除以9*10^16。

所以，它在宏观低速的世界中，体现出来时的差异极其小，我们根本感受不到。

了解过质能等价后，我们就需要考虑外部问题。

将一斤盐倒入一斤水而得到两斤，这种情况在封闭系统中是一定能够得出的。因为在封闭的情况下，整个操作过程不会和外界产生任何的物质交换和能量交换，这整个过程不会出现任何的质量损失。因此，最后的结果就是两斤。

但是，在日常生活中，我们处的环境并不是封闭的系统，我们有没有能够达到实验室般，理想封闭状态的条件（即便是实验室要达到理想环境也很艰难）。

这时候，系统就很容易受到来自外界的干扰。

在我们的实验条件其他条件都一致的情况下，你在室温10度，和在室温40度的环境下做实验，最终测到的结果是不同的。

这是因为温度对于系统的影响很大，热传递会使得系统的质量发生变化，也会提升或者降低水汽蒸发的速率。

系统会吸收了来自外界的能量，通过质能等价关系，外界温度大于系统温度，那么质量就上升了。

同样，如果外界的温度低于整个系统的温度，那么系统就会不断地向外辐射能量。所以，当外界温度小于系统温度时，质量就会下降。

结语

在系统与外界没有任何物质和能量的交换时，根据质量守恒，质量不会发生改变。

如果外界和系统有物质和能量的交换，当外界的温度大于系统温度，那么系统的质量会增加；当外界的温度小于系统温度，那么系统的质量会减小。

当然，大家也会疑问是否会因为产生气体，蒸发而影响质量？实际上，如果这里的盐是我们日常食用的食盐，那它并不会与水产生气体，水分也不会蒸发，并不会因为这些问题影响最终质量。