地球的质量是否恒定?

作者: Frions

来源: 中科院物理所

发布日期: 2018-04-27 11:56:29

本文讨论了地球质量是否恒定的问题,并分析了地球与外界的物质和能量交换,以及有机物燃烧和人体代谢的差异。同时,还解释了物理学中的半衰期概念。

地球和外界的物质交换太多了。首先,大气层顶端就不断有气体分子不安分地逃逸,这是最直接的和太空之间的物质交换了。太空中还流浪着许多星际气体、尘埃,也会被地球引力捕获。其中较大的流浪者在坠入大气层时与大气摩擦生热,发出光亮,就是流星。而足够大的入侵者在大气层中来不及烧完,就落到地面上,就是陨石。另外还有能量交换,地球不断向太空散热,而又接收到来自宇宙中的各种辐射,主要是来自太阳的辐射。

生产者(主要是植物)又可以用太阳光进行光合作用储存大量能量。除了辐射,宇宙中天体主要是太阳、月球,会对我们产生极大的引力,潮汐就是因此产生,这也是一种能量的传输。所以地球的质量还是时常在变动的,只不过相对于地球这么大的质量来说都是毛毛雨啦!

有机物有一个特点,虽然其组成元素以C、H、O为主,但是这三种元素的数量、比例可以千变万化,并且其空间排布也不一样,因此表现出不同的物理性质、化学性质。

比如汽油很容易就燃烧了,但是食用油就不容易。也就是说,首先汽车的燃料和人体摄入的有机物就不一样,如果给人吃碳渣,肠道里也会积碳。其次是因为发生的化学反应不一样,燃烧是在氧气存在时发生的剧烈的氧化反应,由于空气供给不足造成燃烧不充分,化学反应便会进行的“不完全”,便产生了积碳。比如碳在氧气中充分燃烧时会产生二氧化碳,但在氧气不充足时则会产生部分的一氧化碳。

而葡萄糖在人体内的氧化反应要经历一系列过程,会涉及到各种酶以及中间产物的精密调控,最终变成二氧化碳和水并释放大量的能量。当然,葡萄糖在体内也可能“燃烧不充分”,这时候会产生乳酸,注意有氧或无氧并不是你呼吸的舒适与否,而是身体运动需要大量能量与氧气不足导致有氧呼吸能量供给不足的矛盾。因此为了避免运动后肢体酸痛,便需要温和、逐渐加大量的运动,并时常动一动。

至于汽车积碳怎么预防、怎么清理,我是不会暴露我老司机的身份的。

半衰期这个词语在物理学、化学、医学等领域都有,本回答着重讲解物理学上的半衰期。放射性元素会发生衰变,对于单个原子来说其在何时发生衰变是不确定的,即有一定几率发生衰变。

半衰期的含义是放射性原子衰变至原来数量一半所需的时间,是一个具有统计意义的量,也可以理解为在时间T内,放射性元素衰变的概率为1/2,由于原子的数量非常多,因此数量上便是一半衰变,一半没有衰变。也就是说初始若有N个原子,那么T时间后剩余N/2个没有衰变,再过T时间,则剩余N/4个没有衰变,以此类推。

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