网店装修 电不仅有重量，还可以按“斤”卖？一斤电竟能让全世界用这么久！

现代人可以一天不吃饭，但绝对不能一天没有电网店装修，否则人体的外附器官手机就失去了用武之地，人也会变得很焦虑。

开个玩笑。电是一种能量，但有没有人思考过电其实也有重量呢？1斤重的电到底有多少？又能让全球使用多长时间呢？

不开玩笑，电真的有重量！

之所以敢如此肯定电能也有重量，这得从20世纪最伟大的物理学家爱因斯坦说起，或者说从他的那个质能方程说起。

在爱因斯坦之前，科学家对于光速的判断，一直有两个相互矛盾的观点，而提出这两个观点的人，那都是物理学大拿。

当前物理学有两大基础理论，那就是牛顿力学和麦克斯韦理论。同为物理学基础，但两个理论对光速的认知却是完全矛盾。

在麦克斯韦理论中，他通过复杂的计算导出了光速的表达式，而这个表达式没有任何参考系，光速就是一个固定值，不需要用别的东西做参考。

但在牛顿力学原理中，运动和静止都是相对而言，无论什么样的速度都必须要有一个参照物，否则速度根本就无法衡量。

因为一个光速问题，两大经典物理学理论闹出了矛盾，谁也无法说服谁。虽然后来很多科学家都想找说辞弥合两个理论的矛盾，但无一例外都失败了。

直到爱因斯坦的理论横空出世，才给两大理论找到了可以弥合的点。爱因斯坦利用光速不变原理和相对性原理，最终推导出了狭义相对论。

在进一步完善狭义相对论的过程中，爱因斯坦又推导出质能公式，也就是E=MC的平方（E=MC2）。

很多人看到这个公式，认为这是原子弹之类核武器的指导公式。实际上这样理解就太狭隘了，这个公式最大的意义在于，将能量和质量结合到一起，并找到了相互之间转化的标准。

在爱因斯坦看来，能量和质量完全就是一回事，或者说是事物的一体两面，质量可以转换为能量，能量也可以转换为质量，两者紧密联系并不是毫无联系的独立个体。

也正是通过这个公式，我们可以推导出1斤电到底是多少能量，或者说多少度电的重量才能达到1斤。

1斤电等于多少度？

那1斤电到底有多少度呢？我们可以通过质能方程来计算一下。

E=MC2这个方程中，E就代表能量，单位是焦耳；M代表质量，单位是千克；C则表示真空中的光速，单位为米/秒。为了便于计算，我们取光速为每秒300000000米。

我们将对应的数据代入这个公式中，就可以得到E=0.5*300000000*300000000，由此可以算出E=4.5*10的16次方焦耳（4.5*1016）。

这就意味着1斤电可以换算为4.5*1016焦耳的能量。而1度电大约是3.6*106焦耳能量，两者相除就能换算出到底是多少度电。

最终我们可以算出网店装修，4.5*1016/3.6*106=125亿度电。这样一算，1斤电也确实不少，对一般家庭而言，好几辈子都用不完如此多的电。

按照我国电价每度0.5元来计算，1斤电的价格大约在62.5亿元左右，这对大部分人而言，也是一个天文数字，别说一辈子赚这么多钱，就算是见也未必能见到这么多钱。

对一个家庭而言这电量相当于天文数字，那对全球人而言，1斤电又能供人类使用多长时间呢？

根据世界银行发布的数据显示，2018年全球人均用电量是3130.7度（工业用电和家庭用电汇总到一起的平均数）。

当时全世界人口75.74亿，两者相乘即得到全球全年用电量23.77万亿度，平均到每天是651.23亿度。

那1斤电折算下来，大约可以用125/651.23*24=4.6小时。这就意味着，1斤电可以供全球人使用4.6小时。

按照这样计算，1904斤电就可以满足2018年全球的用电量，这个数字看起来貌似也不是很大，还不到1吨的样子。

当然，时间来到2024年，全球人均耗电量肯定比2018年要高很多，1斤电使用的时间也就更短。

这样不断算下来，1斤电125亿度只够全球用4.6小时，貌似也没啥大不了的。但我们要知道，火力发电过程中，1吨煤大约只能产生3000度电。

125亿度电需要燃烧的煤，绝对是天文数字。这不由得让人想起前几年电厂闹煤荒的时候，许多活力发电厂到处找煤，导致民用煤的价格都跟着水涨船高。

人类能源结构，电能的构成

自工业革命以来，石化能源逐渐成为人类最主要的能源，再后来人类将石化能源转换为电能，成为日常生活和工业生产中不可或缺的能源。

电能发展史上，最重要的里程碑就是发现电磁感应现象。1821年，法拉第在试验中突发奇想，既然电流通过电路时会导致附近的磁针偏转，网店装修那反过来又会如何呢？

法拉第设想，将磁铁固定，线圈是否会运动呢？沿着这个思路，法拉第开始做实验，最终发现了电磁感应现象。

也正是基于这一原理，人类发明了早期的发电机，开启了大规模用电时代。

最早的发电机是通过水力或火力来推动的。你确实没看错，水电并不是现代才有的，很早之前就已经存在了，不过因为水力不稳定，最终逐渐被火力发电所取代。

火力发电过程中，大量使用煤炭驱动发电机，虽然给人类提供了稳定的电力能源，但对环境的污染和破坏也不容忽视。

为了获取煤炭，全球各地疯狂挖煤，影响了当地的生态环境，也严重破坏了矿区周边的地质结构，塌陷区不断出现，严重威胁周边地区的人员和财产安全。

挖矿带来破坏，在使用煤炭发电的过程中，大量燃烧煤炭排放污染气体，也影响了大气环境和质量。

高耸林立的烟囱、不断冒出来的黑烟，对环境无疑是巨大的破坏。火电带来的危害越来越严重，清洁能源逐渐提升日程。

十九世纪90年代，美国人发明了风力发电技术，不过这依然无法避免发电量不稳定的问题。风力大时发电多，风力小时没办法发电，不稳定的电能根本无法满足需求。

再后来，人们重新利用水力发电，修建水库大坝来增加水流冲击力，通过水库确保发电量稳定。水力发电逐渐普及，成为清洁能源的重要组成部分。

美工

随着和能进技术发展，核电的占比越来越高。通过核裂变的方式来发电，使用的核燃料少，产生的电能多且稳定，除了最后的核废料处理难度高之外，整个过程几乎不产生污染。

现在，随着科技发展，光伏发电也成为一个新趋势，将光能转换为电能，是一种完完全全的清洁能源，不过光伏发电也存在发电量不稳定、难以储存等问题。

核聚变才是人类的“梦中情电”

人类最终极的能源，非“人造太阳”莫属，也就是目前正在大力研究的可控核聚变技术。

太阳是整个太阳系的核心，它发光发热照耀着太阳系里的所有星体。而太阳上时时刻刻都在进行的，就是核聚变反应。

人类一旦掌握了核聚变技术，就相当于掌握了无尽的能源，到时真的就能实现“能源自由”了。

核聚变使用的材料，如氘和氚等，在海水中大量存在，虽然提取过程有点繁琐，但完全可以满足使用需求，而在月球上，这类元素就更多了。

核聚变之所以受青睐，除了能释放出比核裂变更多的能量之外，更重要的一点是完全无污染，整个核聚变过程中不产生任何废料，也没有任何污染，不像目前的核电站一样还有核废料难以处理。

目前，多个国家的科研团队，正在致力于研究可控核聚变技术，幸运的是，我国对此的研究也走在了世界前列。

“人造太阳”又称全超导托卡马克核聚变实验装置，这个装置产生高温高压，将真空室内的氘或氚加热到临界状态，直至引发核聚变反应，在聚变过程中产生巨大能量。

2000年9月，我国“人造太阳”实验基地正式开工，2006年9月，该项目第一次放电成功，标志着我国进入核聚变实验全球第一梯队，并成功实现向其他国家进行技术输出。

2016年初，我国科研团队实现5000万度温度下等离子体运行102秒，创下世界纪录；2017年，实现101秒高约束等离子体运行；2018年11月，实现1亿度实验目标。

2021年底，“人造太阳”实现1056秒的长脉冲高参数等离子体运行，成为同等状况下运行时间最长的纪录。

2023年4月12日，我国“人造太阳”成功实现稳定态高约束模式运行403秒，标志着我国离可控核聚变又近一步。

可控核聚变带来的无穷无尽的清洁能源，才是人类能源的真正未来！

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