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2022.04.16
一斤盐溶解于1斤水，重量到底变不变，其实可以很简单，那就是重量不变，因为质量守恒。其实也可以很复杂，把各种干扰因素都考虑进来。为什么这么说呢？
我们如果真的去做这个实验，真的把一斤盐溶于一斤水，首先会遇到的问题是，盐的溶解度存在，一斤水只能溶解一部分的盐，其余的盐并不能溶解。（比如，在温度为20摄氏度时，食盐的主要成分氯化钠36g可以完全溶解于100g水中。）
其次，如果我们去称量结果，假设测量设备足够理想，可以测到微乎其微的变化，那测出来的结果一定不是2斤。这是因为外界的温度，湿度等因素都会影响到重量的测量。
不过要完全搞清楚这个问题，我们需要引入一个物理理论，这个理论叫做质能等价，听起来很陌生，但是你对它却十分熟悉。如果要问在物理学领域最有名的公式，那一定就是质能方程E=mc^2。（在这里E是指能量，m是指质量。）
很多人喜欢把这个方程用在核弹爆炸前后的解释，似乎质能方程就是核弹制造原理一样。但事实上，这样说是不准确的。准确来说，原子弹的原理是核裂变，氢弹的原理这是核聚变。质能方程只是可以计算出核弹的爆炸威力。
关于这方面的解释，很多人一般是这么认为的：核弹爆炸前后，有质量减少，质量转化为了能量释放出来。但这里要说，这个观念是有问题的。
实际上，质能方程是描述等价关系，而不是转化关系。科学家是很喜欢统一的，爱因斯坦利用质能方程来统一质量和能量。质能等价描述的是质量和能量其实是一个东西，质量里还有能量，能量里还有质量。所以，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，你就会发现，它应该恰好等于反应前后损失的质量。也因此，质量守恒是正确的，能量守恒也是正确的，才使得质能守恒是对的。一个系统应该同时遵守这三个守恒。
知道了质能方程，我们再来看看这个问题。假设我们有个理想的实验条件，把水倒入到食盐当中，并且可以确保整个过程中，整个系统不和外界有任何的物质交换和能量交换。这就意味着整个过程没有任何的质量损失，因此，最后的结果就是两斤。这里要多强调一句，这里指的是在一个封闭系统当中做实验，才能确保前后质量完全没有发生变化，其中也包括溶解过程中可能放出的热不扩散到系统外。
但是，一般情况下，我们所遇到的并非是封闭的系统的，或者我们应该说做不到是封闭系统的实验条件。这时候，系统就很容易受到外界的因素的干扰。我们举个例子，如果我们的实验条件其他条件都一致的情况下，你在室温是15度的环境下做实验，和在室温是40度的环境下做实验，那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。
在15度的环境中，水温（假设水温20度）高于室温，会散热，但同时水汽蒸发也慢；在40度的环境中，水温低于室温，那水就会向外界吸收热量，但同时水汽蒸发的速度也要比15度的情况。就像上文所说的，质量和能量是一个东西，因此我们很难测算两者到底谁大谁小。不过，大概率会是40度的质量更小一些，这是因为吸热的能量所对应的质量应该要远比蒸发的量。
根据质量守恒定律，在理想条件下（也就是不考虑外界干扰因素的情况下），1斤水溶1斤盐的结果就是2斤，说白了就是1+1=2。
根据质能等价，我们知道质量和能量是一个东西，质量里有能量，能力还有质量。因此，整个系统和外界只要有物质、能量的交换，质能就会发生变化。在实际条件下，干扰系统的因素太多，这些因素都会使得系统和外界发生物质和能量的交换，因此，1斤水溶1斤盐的结果是很难确定的，可能高于2斤，也可能低于2斤，这完全与外界干扰因素对于系统的影响。