质量亏损是不是不遵循质量守恒定律

遵循的
初中化学介绍了原子的组成。在高中化学教学中很容易使学生联想到，既然原子是由质子、中子（统称核子）和电子构成的，那么原子的质量（用原子质量单位表示）就应该等于构成原子的质子、中子和电子质量之和。但计算结果并不等于实验测定结果，而且除氕( 11H)以外，这是一个普遍存在的现象。这是否与质量守恒相矛盾呢？其实并不矛盾。然而，对于这种现象的解释如果仅仅停留在化学上有些违背数学基本原理的泛泛说明，显然不能令人满意。因为在孤立体系的任何反应过程中，都是严格遵守质量守恒的。这条规律就是在核反应中，亦然成立。下面以教材是提及的两种同位素原子为例进行具体分析。

因为质子质量为1.00728u,中子质量为1.00866u,电子质量为5.48582×10-4u。由于氢的同位素之一氕( 11H)恰好是一个质子和一个电子的亲合体,其质量为1.00782u,故同位素的原子量M可表示为:
M=[1.00782×(质子数Z)+1.00866×(中子数N)]u

因为质量数(A)=质子数(Z)+中子数(N)

则:N=A-Z

代入上式得:
M=[1.00782Z+1.00866(A-Z)]u-------------------①

①式即为计算同位素原子量的通式。

对于Cl来说,A=35,Z=17代入①式求得的原子量为:

M=[1.00782×17+1.00866(35-17)]u-=35.28882u

同理可以计算出原子量M为37.30614u。

将计算结果与实验结果列于下表:

同位素
M实验(u)
M计算(u)

1
34.96885
35.28882

2
36.96590
37.30614

在原子核物理学或核化学中，把这种计算与实验结果之偏差称为“质量亏损”，更严格他说应该是静止质量亏输。我们知道，质量是物质的基本属性之一。在狭义相对论的范畴之内，质量和能量之间有下述关系:

E=mc2------------②

其中m为质量，c为光速，E为能量。

②式表明了体系质量和能量之间的对应关系。根据这种对应关系，可以预测，原子体系中出现的静止质量亏损现象，必然有能量变化伴随。假设静止质量亏损为DM，与此对应的能量为DE, 则②式转化为:

DE =DM c2-------------------------③

③式表示了体系的质量的变化和能量的变化相关联。体系有质量的变化，就一定有能量的变化，反之亦然。同时表明，质量和能量这两个物质的基本属性是密切相联系的，只有质量而没有能量或只有能量而没有质量的物质是不存在的。这种质量亏损正是在质子和中子结合形成核的过程中以能量形式释放出来。实验测得核子结合能为297.96MeV(百万电子伏特), 核子结合能为315.67MeV。一个原子质量单位相当于931.48MeV。由③式可以计算出质量亏损值DM:

http://chem.cersp.com/JXZY/JXSC/200509/69.html

将实验值与亏损值相加得:

M= 34.96885u+0.31988u=35.28873u

M=36.96590u+0.33889u=37.30479u

与按①式计算的结果进行比较二者十分接近，几乎相等，其微小的偏差完全在许可误差范围之内。同时也足以说明，虽然表面上似乎存在质量亏损，但是作为物质的另一基本属性——能量却给物质质量这一基本属性提供了等值的补充，按①式计算结果大于实验测定结果，这是尚未考虑体系能量变化而得到的结论。如果质量——能量两者同时考虑，依然严格遵守质量守恒，上述分析已经证明了这一点。所以说原子质量小于构成原子的质子、中子和电子质量之和并不违背质量守恒。

爱因斯坦质能方程E=mc^2揭示了物质的质量和能量之间的关系：能量与物体的质量成正比，质量和能量不可分割地联系在一起。质能方程E=mc^2或ΔE=Δmc^2是否反映了质量和能量之间的定量转化关系？质量和能量是否是不守恒的，而是质能守恒？与其相关的“质量亏损”又怎么理解呢？

要搞清这些问题，就要理解爱因斯坦质能方程的含义。质能方程E=mc2说明，当一个物体的运动质量为m时，它运动时蕴含的总能量为E。总能量E包括物体的动能和静能。在物体的运动速度不是很大时，动能Ek =(1/2) m0v^2，m0是静止质量。静能E0即物体静止时具有的总内能，包括分子动能、分子间的势能，使原子与原子结合在一起的化学能，使原子核与电子结合在一起的电磁能，以及原子核内质子、中子的结合能，等等，E0=m0c^2。所以E= mc^2= E0+Ek。E=mc^2说明了一个物体所蕴含的总能量与质量之间的关系。

ΔE=Δmc^2说明当一个系统的质量变化了Δm时，相应变化的能量为ΔE。一个系统的能量减少时，其质量也相应减少；当另一个系统接受因而增加了能量时，质量也有相应增加。ΔE=Δmc^2说明了一个物体质量改变，总能量也随之改变。

两式含义表明，质能方程没有“质能转化”的含义，质能方程只反映质量和能量在量值上的关系，二者不能相互转化。对一个封闭系统而言，质量是守恒的，能量也是守恒的。在物质反应和转化过程中，物质的存在形式发生变化，能量的形式也发生变化，但质量并没有转化为能量。质量和能量都表示物质的性质，质量描述惯性和引力性，能量描述系统的状态。

那么，质量亏损又是怎么回事呢？

我们可以看到，质量亏损总是发生在系统向外辐射能量的情况下，系统能量减少，质量自然就减少了。当系统的质量减少Δm时，系统的能量就减少了ΔE，减少的能量向外辐射出去了。减少的质量转化为光子的质量，减少的能量转化为光子的能量！虽然光子的静止质量为0，但在光子的辐射过程中，具有能量E=hυ，所以运动的光子具有一定的质量。光子运动的速度始终为c，E=hυ= mc^2，所以当一个光子的频率为υ时，它的质量为m= hυ/ c^2

要完整的理解这一理论。

相对论指出，质量与能量是统一的，一定的质量就对应着一定的能量（E=m*c^2），反之，一定的能量也对应着一定的质量。

一个静止的1千克的铁球，1kg就是它的“静止质量”，这个质量就对应着889875517873681764焦耳的“静止能量”。如果对它作功，使它以2米/秒的速度运动，那么它就又具有了2焦耳的“动能”，这个动能又对应着2*10^-17千克的“附加质量”。
此时它的“总能量”=“静止质量”+“动能”，即比以前增加了2焦耳。
同样，它的“总质量”，也称“运动质量”，“运动质量”=“静止质量”+“因运动增加的质量”。它比以前增加了2*10^-17千克。

对于一个孤立系统，即不对外作功也不接受外界作功的系统，它的总能量或总质量是守恒的。
在核反应中，同样总质量是守恒的。分裂前的铀原子核是静止的，它的总质量全部为静止质量，对于着巨大的静止能量（无法提取）。分裂为两个小原子核后，铀原子核的总质量也转移到了新的两个原子核中。
新的两个原子核产生后以极高的速度运动，也就是说，原来的总能量不再全都是静止能量，而是有一部分转变为动能，因此留给静止能量的也就比原先少了。对应在质量上，就体现为静止质量（可测量到的质量）的减少。
这就是所谓的质量亏损。

质量亏损恰恰是质量守恒的一个最佳证明。
亏损目前是无法避免的，这是客观事实。
质量亏损和质量守恒的关系就像能量消耗与能量守恒的关系一样

质量守恒定律是化学上用的

能具体点的比较好