电车充电时理论上会变重,但增加的重量极其微小,在实际中几乎无法察觉,以下是从质能关系和充电过程角度进行的解释:
- 根据质能关系:根据爱因斯坦的质能方程E=mc2,能量和质量是等价的,当电车充电时,电池获得了电能,从理论上来说,其能量增加会导致质量也有相应的增加。但由于c2(光速的平方,约为9×101?m2/s2)是一个非常大的数值,所以对应于一定的能量变化,质量的增加量是极其微小的。例如,假设电池充电后获得了100度(3.6×10?焦耳)的电能,根据质能方程计算,质量增加量约为4×10??千克,这个质量变化几乎可以忽略不计。
- 从充电过程角度:电车充电过程本质上是电能转化为化学能储存在电池中的过程。以锂离子电池为例,充电时,锂离子从正极脱出,通过电解液迁移到负极,并嵌入负极材料中,同时电子通过外电路从正极流向负极,以维持电荷平衡。在这个过程中,只是锂离子等在电池内部的位置发生了变化以及电子的定向移动,并没有有质量的物质从外部进入电池使电车整体质量增加。但从微观层面,由于能量的输入,电池内部的粒子能量状态发生了改变,根据质能关系会带来极其微小的质量增加。