用戶創維

第一次聽說用“斤”來形容電能的，當然這可以有兩種含義，畢竟能量是實實在在的，而愛因斯坦告訴我們質能是可以相互轉換的，E=MC^2，這點腦洞估計爛大街了，咱今天換個思路，比如一斤電子的電荷有多少能量？再多的電子也不會流動，因為它們並不能自發形成定向流動的自由電子，而在金屬導體上形成自由電子流動操作起來比較容易，施加一個電壓即可！

電子的定向自動可以形成電流，但是電子它不可以自己自動，必須在導體的兩段給它施加一個電壓它才可以定向自動，但是電子既然是物質，那麼它肯定也是有質量的，一個電子的質量是9.1×10^-31Kg，這是一個非常非常小的質量了，所以呢，如果是一斤（0.5Kg）的電子的話，它包含有大概5.5×10^29個電子，但是光有電子還不行，電子無法單獨提供電能，還得有電壓才行。

全世界每年消耗的電能相當於“0.92噸”，即每天“5斤”。因此，一斤重的電能只夠全世界用大約4.8小時。我國在2018年全社會的用電總量為6.85萬億度，相當於“550斤”，所以一斤重的電能只夠用大約16小時。

理想情況下，如果讓920斤的物質和920斤的反物質發生湮滅，該過程所產生的能量相當於全世界在2018年的總耗電量。

瓦當歷史

樓主表達的意思應該是一斤電子夠全世界用多長時間吧，單個電子質量為9.10956×10^-31千克，一斤電子500克，有約5.4373831×10^16個電子，1電子伏特=1.6×10^（-19）焦耳，所以一斤電子約5.4373831×10^16×1.6×10^（-19）=8.69981296×10^（-3）焦耳，1千瓦時(kW·h)=1度=1000W×3600s=3600000J，所以8.69981296×10^（-3）J÷3600000J=2.41661471×10^（-9）千瓦時，離一度電差太遠太遠了。

不知道這麼算的對不對，勿噴。

幸福宣言

我們都知道，電能其實是能量單位，而“斤”其實是重量單位。在日常生活中，我們一般都是用“度”來描述電，這是老百姓的用法。在物理學中，我們一般用“焦耳J”或者“瓦特W”來描述電能和電功率；用千克來描述質量。而"1斤的電能可供全世界使用多久？”乍一聽起來怪怪的，但到底是不是成立，我們還是需要從理論出發。

其實這個問題的核心是，電能能不能用“斤”來描述。那我們先直接給出答案：

那為什麼可以呢？

其實這個問題要從物理學的一位超神級的人物說起，他是20世紀最偉大的物理學家，他就是愛因斯坦。

在愛因斯坦之前，物理學面臨著前所未有的挑戰，這個挑戰來自於光速

當時的經典物理學有兩大基礎理論，分別是牛頓力學和麥克斯韋理論。但是兩者在光速的問題上是矛盾的。具體來說是這樣，麥克斯韋理論當中導出了光速的表達式，這個表達式是一個固定值，不需要參考系。而牛頓理論認為任何速度都是相對於參考系而言的。所以，在光速這個問題上，兩個經典物理學最重要的基石理論竟然是矛盾的。

關鍵是，後來科學家想盡各種辦法要進行調和，結果都失敗了。也就是在這個時候，愛因斯坦橫空出世，提出了著名的狹義相對論，利用光速不變原理和相對性原理推導出了狹義相對論。狹義相對論其實並不是我們這裡的重點，不過呢，後來愛因斯坦接著狹義相對論之後，又發表了一篇論文，叫做

而在這篇論文當中，愛因斯坦就統一了質量和能量，他認為質量和能量壓根就是一回事，是一個東西的兩個不同的面，質量當中是有能量的，能量當中是有質量的。或者我們其實可以這麼理解，物質其實就是高度壓縮的能量，而描述物質的其實是用質量來描述，也就是說質量應該和能量是對應關係，或者說等價關係。

我們常常會有個誤區，那就是在核彈爆炸的解釋上，我們常說是爆炸前後，質量轉化為了能量。實際上，這是一種轉化觀念，但並不對。原因是反應前後質量沒有損失，只是這部分質量是以能量的形式釋放出來的。

如果我們把一顆原子彈放在一個理想的封閉器皿當中，這個器皿放在一個理想的秤上，器皿與外界沒有任何的物質和能量的交換，這時候我們引爆原子彈，然後觀測這個秤，這個秤按照愛因斯坦的理論應該是不會動的。所以，反應前後的質量是守恆的，能量也是守恆的，因此質能是守恆的。能量和質量是等價的關係，而不是轉化的關係。

我們日常並不覺得能量有質量，是因為質量太小了，通過質量方程我們就知道，m=E/c^2，c^2=9*10^16，所以，質量m=E/（9*10^16），發現沒有，再大的能量，除以這個光速的平方，都會是很小的數，所以我們很難能感覺到光的質量，但並不是說它沒有質量。

同樣的電能，其實也是一種能量，它也是對應著相應的質量，也是用上文的表達式來進行計算的。一斤是0.5千克，帶入計算就可以得到E=0.5*9*10^16=4.5*10^16J。那這是多少度電呢？

我們知道，一度電應該是：3.6*10^6J。所以度數=（4.5*10^16J）÷（3.6*10^6J）=1.25*10^10度，也就是125億度。

那這些電能能夠供全世界使用多長時間呢？

通過查數據我們可以知道，2018年的全球人均的用電量是3130.71°。（數據來源於世界銀行，目前還沒有2019年的。）

然後，截止於2018年，世界人口總數達到了75.74億

因此，我們就可以通過簡單的乘法：3130.71度×75.94億=23.77萬億度，一天用電就是651億度左右，一小時用電量大概是27.125億度。而上文我們也計算得到一斤電能對應的125億度，因此，我們就可以得到一斤電能大概夠用全球人民使用4.6小時。

當然，我們依然可以回過頭來算一下，全球人民一年要用多少斤電能，算下來大概是1781斤左右。

薛定諤的科學

電能是能量，單位是焦耳(J)，不是大白菜，不能按斤論，不過題主你就是要按斤買，我也可以給你一斤的電能，就看你敢不敢拿，在這裡，我們又要用那個神奇的公式——質能方程。

電能單位是焦耳(J)，1J=1瓦·秒，生活中常用單位是度，1度=1千瓦時。換算成焦耳就是

根據質能方程，一斤電能即m=0.5Kg，c為光速3×10^8m/s，那麼一斤電能含有的能量為

1斤電能相當於多少顆原子彈

1斤電能相當於1080萬噸TNT當量。當年美國投在廣島的原子彈“小男孩”相當於力1.5萬噸TNT當量，這1斤電能相當於720顆“小男孩”。

一斤重的電能供全世界用多少年呢

2018年全球用電21.6萬億度，差不多是7.8×10^19J，一斤重的電能可以供全球使用

一斤重的電能供中國用多少年呢

2018年中國用電量為68449億度，差不多是2.46×10^19J，一斤重的電能可以供中國人使用

一斤重的電能供一箇中國人用多少年呢

生活用電遠少於工業用電，中國人均生活用電大致在月26度，年均312度左右，差不多是1.12×10^9J，一斤重的電能可以供一箇中國人使用

有初有終

答：一般情況下能量不能稱斤按兩來計量，但是我們可以藉助相對論的質能方程，把能量等價轉化為質量。

質能方程

愛因斯坦提出著名的質能方程，該方程描述質量和能量是統一的，或者說質量是能量的表象之一，利用質能方程，無論能量以什麼形式存在，都將對應一個質量，對於1斤（500克）的質量，按照質量方程計算出來的能量為：

E=mc^2=0.5*（3*10^8）^2≈4.5*10^16J

相當於125億度的電能，目前全世界每年的總耗電量約為25萬億度，那麼125億度只夠全世界使用大約4小時。

質能轉化

既然質能和能量可以相互轉化，為何我們不把物質轉化為能量來解決能源危機呢?

原因在於質能轉化非常困難，人類目前只掌握了可控的核裂變技術（核電廠），而核裂變的質能轉化率非常低，而且要使用特殊的裂變材料，還會產生致命的核輻射。

目前有望突破的能量技術是可控核聚變，核聚變的質能轉化率比核裂變高很多，而且聚變材料在地球上非常豐富，一升海水中的氘聚變，相當於300升汽油燃燒的能量。

正反物質湮沒

在物理學中，有一類極為特殊的物質——反物質，反物質是正常物質的反狀態，正反物質所帶電荷相反、自旋方向相反、磁矩方向相反，但是數值大小相等。

所有物質都有對應的反物質，比如電子—正電子，質子—反質子，氫原子—反氫原子，其中光子的反物質就是它本身。

正反物質接觸時，會以質能方程100%地湮滅為能量，由於能量本身不是獨立實體，所以能量會以光子、中微子等物質作為載體釋放出來。

或許在未來，人類掌握了可控正反物質湮滅的技術，那麼能量就可以近似用質量代替——“朋友，我的飛船沒能源了， 能否借5公斤的能源給我”。

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艾伯史密斯

回答這個問題，要先明確一個概念：用質量單位來表示能量，可不可以？答案是當然可以。

曾經有人在問答裡提過這樣一個問題：植物發生光合作用，吸收了太陽光的能量，質量會不會增加？我回答說肯定會增加，下面一溜的人嘲笑我，說我把高中物理都還給老師了，或者說我初中都沒畢業。

因為就質量和能量這個問題，很多人被初高中的知識的束縛了。對質量就是能量這個問題，完全沒有真正的理解。高中的時候老師告訴我們，化學反應是質量守恆的。不管這個反應是發熱，還是吸熱，反應物和生成物的總質量肯定是相等的。只有核裂變或聚變，才會有質量直接轉化為能量，才會質量不守恆。

但實際上，質量守恆本身只是一個簡化模型，是用來教中學生。因為化學反應吸收或者釋放的能量太少，對質量影響幾乎可以忽略不計。現在前沿物理學都只認可能量守恆，因為質量就是能量！所有發生了能量改變的化學或物理變化都會伴隨著質量的改變！

而質量和能量的換算公式就是大名鼎鼎的質能方程。

確定了質量和能量的關係後， 我們用神器EXCEL就很容易算出一斤電等於多少能量了

我們現在知道了一斤電就等於4.5X10^16焦耳，但是現實電量都是用千瓦時來表示的，我們還要把單位從焦耳換算成千瓦時。

1千瓦*時=1000瓦 X 3600秒=3.6X10^6焦耳

.

報告說全球2018年的總髮電量是26萬億千瓦*時，也就是2.6X10^13千瓦*時。從這裡我們就可以看出，一斤電根本比全球一年用掉的電，少了3個數量級，別說用多少年，連一天都用不了。

既然用沒法用年來衡量，咱們就看看能用幾個小時吧。用總數除以365天再除以24小時，就可以得到全球每個小時的用電量就=2.6X10^13/365/24=2.97*10^9千瓦時。

再用一斤電量除以全球每小時用電量，我們就可以算出一斤電只能支撐全球使用１.25X10^10/(2.97*10^9)=4.21小時

不怕死的三皮

電能的單位本來是能量單位焦耳，你說“一斤”？這是質量單位！

實際上，這也不能算錯，在100多年前愛因斯坦提出的質能方程裡，質量和能量不在是兩個獨立的物理量了，在一定條件下，它們之間還能相互轉換。

那麼，一斤能量到底有多少能量呢？它又能供全世界用多少年？

這個問題只要用質能方程計算一下就行了，質能方程對於很多人都應該很熟悉，它就是下面圖裡這個公式。

能量E和質量m通過光速c神秘地聯繫在了一起，這個公式的推導方法有很多，下面這種可以作為一種參考：

這裡的一斤我這裡認為是一公斤，這在中國的很多地方可能有些區別。

一公斤就是1千克，而質能方程裡的質量單位也是千克，所以一公斤重的電能，對應的能量數值上E=c^2=299792458×299492458=9×10^16J，約等於250億度電能，目前的世界僅在互聯網（比較客觀，其他方面有不確定性）上每年需要消耗2萬億度點。所以從量上來計算，一公斤的電能，只能夠全世界的互聯網消耗5天左右，而電能的消耗卻遠遠不止用在互聯網上。

科學新視野

一斤重的電能供全世界用多少年呢？

第一次聽說用“斤”來形容電能的，當然這可以有兩種含義，畢竟能量是實實在在的，而愛因斯坦告訴我們質能是可以相互轉換的，E=MC^2，這點腦洞估計爛大街了，咱今天換個思路，比如一斤電子的電荷有多少能量？

當然大家很清楚，再多的電子也不會流動，因為它們並不能自發形成定向流動的自由電子，而在金屬導體上形成自由電子流動操作起來比較容易，施加一個電壓即可！那麼我們就以一個電子伏的能量來計算下，看看一斤電子伏特大概蘊含多少能量！

1eV=1e X 1V≈1.602x10^(-19) C·V=1.602x10^(-19) J

（代表一個電子經過1伏特的電位差加速後所獲得的動能）

電子的質量為：9.10956×10^-31kg千克

那麼一斤即可0.5KG電子有5.49×10^29個電子

那麼一斤電子伏特的能量為：87929603625.2J

好像並不是一個特別大的數字，按一度電3.6×10^6焦耳計算的話，

大概也就：24424.9度電！假如這是一個電池的話，那敢情不錯，比如最高端的特斯拉Model S P100D配置的就是100千瓦時（即100度電，續航482KM），假如換成一斤電子伏特的話，這續航力大概能達到117727.97KM，即續航11.7萬千米！大概能繞地球3圈不到一點，看起來還是不錯啊！

那麼質能轉換的100%高效率能產生多大的能量呢？

質能轉換E=MC^2計算大約能達到4.49×10^16焦耳！

相當於：125億度電能，看來質能轉換還是秒殺一切！

星辰大海路上的種花家

哈哈，很有意思的問題，一斤重的電，實際上“斤”是質量單位，而“電”則表達的不夠明確，是指電流呢還是電能呢，我們這裡就認為是電能吧，否則用電流就沒法講下去了。

雖然用質量單位表示能量，是不合適的，但所幸愛因斯坦的質能方程化解了這個尷尬。

按照質能方程E=mc平方，一斤重的電能，其數值為4.5*10的16次方焦耳（我們發現，如果用質能方程，那麼問題的關鍵就在於對象的質量是多少，而和具體是什麼對象無關，因此如果這裡如果將電能換成其它任何物質都是無所謂的）

接下來，我們再來看全世界一年的耗電量，按照前兩年的數據（下圖是發電量，我們暫且耗電量就等於發電量），全世界一年的耗電量大概在25萬億度左右，而這個25萬億度是什麼概念呢？

我們知道一度就等於一千瓦時，而一千瓦時換成焦耳，則是3600000焦耳，那麼25萬億度電就是9*10的19次方。

很顯然，4.5*10的16次方是9*10的19次方的0.05%，也就是說相當於全年當中0.18天的耗電量（也就是4.3個小時的耗電量）。

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賽先生科普

根據國際能源署（IEA：International Energy Agency）的統計情況，2016年全球全年的電力消耗量為23032.86TW·h（TW=1012W），這一數值換算成以焦耳為單位約等於8.28×1019J（J是能量單位焦耳的符號），即全球每年消耗電能8.28×1019J。題主想要計算出一斤的電能是多少能量，關鍵在於電能不能以質量單位計算。那怎麼解決這個問題呢？質量雖然與電能關係不是很密切，但是與能量有著緊密聯繫，即質能方程

，其中m代表質量，c是光速，E代表能量，這一方程是愛因斯坦在狹義相對論中提出的，該公式的意義物質的質量就是它自身能量的量度。我們可以用這個方程計算一斤物體所具有的能量，約4.5×1016J，因此一斤物體所具有的能量可以供應的時間為4.5×1016J/8.28×1019J=0.00054年=0.20天=4.8小時。 上述估算過程中，把電能看成了一種物體，雖然能量確實是一種客觀存在，但把電能看做物質再估計其能量，這種方式顯然不科學。此外，計算中假定了質量轉換成能量的效率是100%的，因此計算結果會偏大。

注：回答中“1012”、“1019”、“1016”分別代表的是10的12次方、10的19次方、10的16次方，由於排版造成的不便，希望讀者諒解。

關鍵字: 電能 一斤 科學