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質量守恒定律 - 托德.拉姆齊

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    萬物從何而來?
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    這塊石頭?
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    那頭牛?
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    你的心?
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    不是物體本身,你知道的,
    而是組成物體的東西
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    原子為萬物最小結構
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    要回答這個問題,
    我們來看看質量守恒定律
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    這個定律的內容是:
    找一個封閉系統
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    物質跟能量都不能通過其邊界
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    在這個系統中,
    質量,也就是物質與能量
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    不能被創造,也不能被毀滅
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    宇宙,就我們所知
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    正是一個封閉的系統
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    但談宇宙之前,咱們來看看
    一個既小、又簡單得多的東西
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    這裡有6個碳原子,12個氫原子
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    以及18個氧原子
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    若有些許能量存在,
    分子會開始運動
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    這些原子可以結合在一起,
    形成很熟悉的分子
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    那就是水分子
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    以及二氧化碳
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    我們不能創造或摧毀質量
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    我們得到的東西卡住我們了,
    那我們能作什麼呢?
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    哈,他們有自己的主意
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    瞧瞧!他們形成了更多的二氧化碳、水,
    各有六個
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    添加一些能量,可使他們重新混合
    變成一個單醣(葡萄糖)
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    以及一些氧氣
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    這些原子總共是:
    6個碳,12個氫,18個氧
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    我們提供的能量,
    儲存在原子間的鍵結中
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    我們可以釋放能量
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    藉由把單醣分解為
    水和二氧化碳的方式
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    還剩下一些原子
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    把一些原子放到一旁,
    試試有點爆炸性的東西
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    這是甲烷,
    最常與牛胃部的脹氣聯想在一起
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    但也可用作火箭燃料
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    如果加上一些氧氣和少許能量
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    就會像火柴一樣
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    燃燒成為二氧化碳、水,
    以及一些能量
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    注意,甲烷是從4個氫開始的
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    而最終4個氫被2個水分子所捕捉
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    壓軸的是,丙烷,
    另一個易燃氣體
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    我們添加一些氧氣,點火,
    轟~
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    更多的水和二氧化碳
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    這次有3個二氧化碳
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    這是因為丙烷是由3個碳原子開始的
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    而他們無處可去
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    還有許多其他化學反應,
    是可以用一些原子來模擬
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    而質量守恒定律總是真確的
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    無論化學反應加了什麼物質與能量
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    反應完成時,都會存在且能被解釋
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    所以,如果質量不能被創造或摧毀
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    最初,這些原子來自何方?
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    咱們倒轉時間來看看
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    倒轉,倒轉,倒轉,太多了
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    就是這!
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    宇宙大爆炸
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    氫原子從一團高能量的微粒而來
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    就在宇宙誕生後的三分鐘內
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    最終,一團團的原子集結並且形成星體
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    在這些星體中,核反應熔合了輕的元素
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    例如氫和氦
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    形成較重的元素,例如碳和氧
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    乍看之下,
    這些化學反應似乎違反定律
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    因為他們釋放驚人的能量
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    似乎是無中生有
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    然而,謝謝愛因斯坦最有名的方程式
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    我們知道能量正比於質量
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    可解讀成初始原子的總質量
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    略高於化學反應產物的質量
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    而這個質量的損失,
    恰好等同於獲得的能量
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    從星體發散出的光、熱、以及基本的微粒
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    最終,這個星體變成超新星
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    它的元素散落在太空中
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    長話短說,這些元素從其他超新星
    找到了其他元素和原子
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    形成地球
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    46億年後,這些微粒被挑選出來,
    扮演自己的角色
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    在我們小小的封閉系統中
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    但是,
    他們並不如組成人體的原子那麼有趣
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    不如組成牛的原子
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    也不如組成這個石頭的原子
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    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)
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    我們全都是星塵作成的
Title:
質量守恒定律 - 托德.拉姆齊
Description:

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

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Video Language:
English
Team:
closed TED
Project:
TED-Ed
Duration:
04:37

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