本文參加小編 #科學了不起# 系列徵文賽。

這是網友邀答，原題為：一個原子完全轉換成能量能讓一輛電瓶車跑多遠？

先說結論：能跑0m。

如果這個電瓶車是分子級別的，我就不這麼說了。但這個問題似乎並沒有特別說明電瓶車有多大，因此可以基本上認為就是人們常用的代步電動腳踏車了。一輛電動腳踏車的質量一般在幾十千克，而一個原子質量是極其渺小的，最小的原子為氫原子，質量只有1。674x10^-27kg，也就是1674億億億分之一千克，氧原子的質量為2。657x10^-26kg，碳-12原子的質量為1。993x10^-26kg，都在億億億分之一千克以下。

而一個有多大呢？直徑只有10^-10m，就是百億分之一米，0。1nm（奈米）。一根頭髮絲的直徑在60~100μm（微米）之間，1mm（毫米）=1000μm，1μm=1000nm，一根頭髮的斷面上就可以並排排列數千億個原子，你覺得一個原子轉化為能量能夠推動這根頭髮嗎？這根頭髮與電動車又有多大的差距？

質量與能量的關係。

愛因斯坦的質能方程，揭示了物質質量與能量之間的比價關係，一定的質量與一定的能量是成嚴格比例關係的，不管這種物質是什麼，只要質量一樣，其蘊含的能量就是一樣的。

根據愛因斯坦質能方程表示式為：E=MC^2。其中E為物質所蘊含能量，單位J（焦耳）；M為物質質量，單位kg（千克）；C為光速，這裡取值約300000000m/s（米/秒）。根據這個方程，我們可以計算出1kg質量完全轉化出來的能量為：E=1X（300000000）^2=90000000000000000J。

但這是在物質全部轉化為能量的前提下得到的全部能量。在迄今人類能夠掌握的能源中，不要說實現物質質量的全部轉化，實際上最強的質能轉化率連1%也沒有達到。除了在大型電子對撞機中的科學實驗，目前人類掌握最大效率的能量就是核聚變，而且現在還處於不可控階段。即便這種能量質能轉換率也只能夠達到0。7%，也就是1kg質量中，只有7g物質可以全部轉化為能量。

這樣1kg質量得到的能量為：90000000000000000Jx0。7%=630000000000000J。

一個原子有多大能量？

現在我們按照1個原子（按碳-12原子計算）全部轉化為能量看有多大：E=（1。993x10^-26）x（300000000）^2=0。0000000017937J。將能量換算為電力，3600000J/s（焦/秒）相當1kw/h（千瓦/時），也就是說一個原子的能量只相當於2000萬億分之一個kw/h。

一輛電動車功率一般都在100w（0。1kw/h）以上，要達到100w功率，根據質能方程計算，每秒鐘至少需要200萬億個原子全部轉化為能量，才能達到這樣的功率。而核聚變的質能轉化率只有0。7%，即便以後電動車實現了核聚變驅動，也需要每秒近3億億個原子參與核聚變，才能夠產生100瓦的功率。

也就是說，1個原子的全部質量轉化為能量根本無法移動電動車。

質能方程雖然揭示了質量中蘊含著巨大的能量，但這是在同級別層面比較而言，若以極其渺小的微觀層面，將人眼無法看到，甚至最強大的電子顯微鏡還看不清楚的原子，拿來與生活中的宏觀事物相比，就沒有可比性了。可能一些網友對原子尺度沒有一個足夠認識，完全沒有小到什麼程度的概念，才會有這種荒唐想法吧。

就是這樣，歡迎討論，感謝閱讀。

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