可以用“重量”单位来描述电能吗？

我们都知道，电能其实是能量单位，而“斤”其实是重量单位。在日常生活中，我们一般都是用“度”来描述电，这是老百姓的用法。在物理学中，我们一般用“焦耳J”或者“瓦特W”来描述电能和电功率；用千克来描述质量。而"1斤的电能可供全世界使用多久？”乍一听起来怪怪的，但到底是不是成立，我们还是需要从理论出发。

其实这个问题的核心是，电能能不能用“斤”来描述。那我们先直接给出答案：可以。

那为什么可以呢？

质能等价

其实这个问题要从物理学的一位超神级的人物说起，他是20世纪最伟大的物理学家，他就是爱因斯坦。

在爱因斯坦之前，物理学面临着前所未有的挑战，这个挑战来自于光速。

当时的经典物理学有两大基础理论，分别是牛顿力学和麦克斯韦理论。但是两者在光速的问题上是矛盾的。具体来说是这样，麦克斯韦理论当中导出了光速的表达式，这个表达式是一个固定值，不需要参考系。而牛顿理论认为任何速度都是相对于参考系而言的。所以，在光速这个问题上，两个经典物理学最重要的基石理论竟然是矛盾的。

关键是，后来科学家想尽各种办法要进行调和，结果都失败了。也就是在这个时候，爱因斯坦横空出世，提出了著名的狭义相对论，利用光速不变原理和相对性原理推导出了狭义相对论。狭义相对论其实并不是我们这里的重点，不过呢，后来爱因斯坦接着狭义相对论之后，又发表了一篇论文，叫做质能等价。这篇论文当中有一篇后来我们非常熟悉的公式E=mc^2，我们也管这个方程叫做质能方程。

而在这篇论文当中，爱因斯坦就统一了质量和能量，他认为质量和能量压根就是一回事，是一个东西的两个不同的面，质量当中是有能量的，能量当中是有质量的。或者我们其实可以这么理解，物质其实就是高度压缩的能量，而描述物质的其实是用质量来描述，也就是说质量应该和能量是对应关系，或者说等价关系。

我们常常会有个误区，那就是在核弹爆炸的解释上，我们常说是爆炸前后，质量转化为了能量。实际上，这是一种转化观念，但并不对。原因是反应前后质量没有损失，只是这部分质量是以能量的形式释放出来的。

如果我们把一颗原子弹放在一个理想的封闭器皿当中，这个器皿放在一个理想的秤上，器皿与外界没有任何的物质和能量的交换，这时候我们引爆原子弹，然后观测这个秤，这个秤按照爱因斯坦的理论应该是不会动的。所以，反应前后的质量是守恒的，能量也是守恒的，因此质能是守恒的。能量和质量是等价的关系，而不是转化的关系。

我们日常并不觉得能量有质量，是因为质量太小了，通过质量方程我们就知道，m=E/c^2，c^2=9*10^16，所以，质量m=E/（9*10^16），发现没有，再大的能量，除以这个光速的平方，都会是很小的数，所以我们很难能感觉到光的质量，但并不是说它没有质量。

一斤电能对应多少的能量？

同样的电能，其实也是一种能量，它也是对应着相应的质量，也是用上文的表达式来进行计算的。一斤是0.5千克，带入计算就可以得到E=0.5*9*10^16=4.5*10^16J。那这是多少度电呢？

我们知道，一度电应该是：3.6*10^6J。所以度数=（4.5*10^16J）÷（3.6*10^6J）=1.25*10^10度，也就是125亿度。

那这些电能能够供全世界使用多长时间呢？

通过查数据我们可以知道，2018年的全球人均的用电量是3130.71°。（数据来源于世界银行，目前还没有2019年的。）

然后，截止于2018年，世界人口总数达到了75.74亿。（数据来源于世界银行）

因此，我们就可以通过简单的乘法：3130.71度×75.94亿=23.77万亿度，一天用电就是651亿度左右，一小时用电量大概是27.125亿度。而上文我们也计算得到一斤电能对应的125亿度，因此，我们就可以得到一斤电能大概够用全球人民使用4.6小时。

当然，我们依然可以回过头来算一下，全球人民一年要用多少斤电能，算下来大概是1781斤左右。