質量守恒定律 - 托德.拉姆齊
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0:07 - 0:09萬物從何而來?
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0:09 - 0:10這塊石頭?
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0:10 - 0:11那頭牛?
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0:11 - 0:12你的心?
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0:12 - 0:16不是物體本身,你知道的,
而是組成物體的東西 -
0:16 - 0:19原子為萬物最小結構
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0:19 - 0:23要回答這個問題,
我們來看看質量守恒定律 -
0:23 - 0:26這個定律的內容是:
找一個封閉系統 -
0:26 - 0:30物質跟能量都不能通過其邊界
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0:30 - 0:34在這個系統中,
質量,也就是物質與能量 -
0:34 - 0:37不能被創造,也不能被毀滅
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0:37 - 0:40宇宙,就我們所知
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0:40 - 0:42正是一個封閉的系統
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0:42 - 0:46但談宇宙之前,咱們來看看
一個既小、又簡單得多的東西 -
0:46 - 0:49這裡有6個碳原子,12個氫原子
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0:49 - 0:52以及18個氧原子
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0:52 - 0:56若有些許能量存在,
分子會開始運動 -
0:56 - 0:59這些原子可以結合在一起,
形成很熟悉的分子 -
0:59 - 1:00那就是水分子
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1:00 - 1:02以及二氧化碳
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1:02 - 1:04我們不能創造或摧毀質量
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1:04 - 1:08我們得到的東西卡住我們了,
那我們能作什麼呢? -
1:08 - 1:10哈,他們有自己的主意
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1:10 - 1:14瞧瞧!他們形成了更多的二氧化碳、水,
各有六個 -
1:14 - 1:19添加一些能量,可使他們重新混合
變成一個單醣(葡萄糖) -
1:19 - 1:21以及一些氧氣
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1:21 - 1:27這些原子總共是:
6個碳,12個氫,18個氧 -
1:27 - 1:31我們提供的能量,
儲存在原子間的鍵結中 -
1:31 - 1:33我們可以釋放能量
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1:33 - 1:37藉由把單醣分解為
水和二氧化碳的方式 -
1:37 - 1:40還剩下一些原子
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1:40 - 1:44把一些原子放到一旁,
試試有點爆炸性的東西 -
1:44 - 1:49這是甲烷,
最常與牛胃部的脹氣聯想在一起 -
1:49 - 1:51但也可用作火箭燃料
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1:51 - 1:54如果加上一些氧氣和少許能量
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1:54 - 1:56就會像火柴一樣
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1:56 - 2:01燃燒成為二氧化碳、水,
以及一些能量 -
2:01 - 2:04注意,甲烷是從4個氫開始的
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2:04 - 2:09而最終4個氫被2個水分子所捕捉
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2:09 - 2:14壓軸的是,丙烷,
另一個易燃氣體 -
2:14 - 2:17我們添加一些氧氣,點火,
轟~ -
2:17 - 2:19更多的水和二氧化碳
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2:19 - 2:21這次有3個二氧化碳
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2:21 - 2:24這是因為丙烷是由3個碳原子開始的
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2:24 - 2:27而他們無處可去
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2:27 - 2:30還有許多其他化學反應,
是可以用一些原子來模擬 -
2:30 - 2:34而質量守恒定律總是真確的
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2:34 - 2:37無論化學反應加了什麼物質與能量
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2:37 - 2:40反應完成時,都會存在且能被解釋
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2:40 - 2:43所以,如果質量不能被創造或摧毀
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2:43 - 2:46最初,這些原子來自何方?
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2:46 - 2:49咱們倒轉時間來看看
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2:49 - 2:54倒轉,倒轉,倒轉,太多了
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2:54 - 2:55就是這!
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2:55 - 2:56宇宙大爆炸
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2:56 - 3:00氫原子從一團高能量的微粒而來
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3:00 - 3:04就在宇宙誕生後的三分鐘內
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3:04 - 3:08最終,一團團的原子集結並且形成星體
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3:08 - 3:12在這些星體中,核反應熔合了輕的元素
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3:12 - 3:14例如氫和氦
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3:14 - 3:18形成較重的元素,例如碳和氧
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3:18 - 3:21乍看之下,
這些化學反應似乎違反定律 -
3:21 - 3:24因為他們釋放驚人的能量
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3:24 - 3:26似乎是無中生有
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3:26 - 3:29然而,謝謝愛因斯坦最有名的方程式
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3:29 - 3:32我們知道能量正比於質量
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3:32 - 3:35可解讀成初始原子的總質量
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3:35 - 3:39略高於化學反應產物的質量
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3:39 - 3:44而這個質量的損失,
恰好等同於獲得的能量 -
3:44 - 3:50從星體發散出的光、熱、以及基本的微粒
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3:50 - 3:52最終,這個星體變成超新星
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3:52 - 3:55它的元素散落在太空中
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3:55 - 3:58長話短說,這些元素從其他超新星
找到了其他元素和原子 -
3:58 - 4:00形成地球
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4:00 - 4:0446億年後,這些微粒被挑選出來,
扮演自己的角色 -
4:04 - 4:07在我們小小的封閉系統中
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4:07 - 4:12但是,
他們並不如組成人體的原子那麼有趣 -
4:12 - 4:13不如組成牛的原子
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4:13 - 4:14也不如組成這個石頭的原子
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4:14 - 4:17這也是為何有名的卡爾薩根告訴我們
(美國天文學家、科幻、科普作家) -
4:17 - 4:20我們全都是星塵作成的
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- 質量守恒定律 - 托德.拉姆齊
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觀賞完整課程 http://ed.ted.com/lessons/the-law-of-conservation-of-mass-todd-ramsey
宇宙萬物皆有質量- 從最小的原子到最大的星體。但是質量的總和保持恒定,即使在星體,行星,甚至你的誕生或死亡。宇宙如何能在成長的過程中維持他的質量?托德.拉姆齊透過解質量守恒定律的面紗來回答這個問題。
課程:托德.拉姆齊,動畫:維格索.班揚
- Video Language:
- English
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- TED-Ed
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- 04:37
Geoff Chen approved Chinese, Traditional subtitles for The law of conservation of mass - Todd Ramsey | ||
Geoff Chen edited Chinese, Traditional subtitles for The law of conservation of mass - Todd Ramsey | ||
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王 亭皓 accepted Chinese, Traditional subtitles for The law of conservation of mass - Todd Ramsey | ||
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