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本文基于回答网友的问题：10斤煤燃烧后大概只剩1斤灰 ， 那9斤物质去哪里了？
要说清楚这个问题 ， 必须从质量守恒说起 。
从质量守恒到质能守恒
在18世纪 ， 法国化学家拉瓦锡通过实验 ， 推翻了所谓燃素说 ， 就建立了物质不灭质量守恒的理论 ， 就是说 ， 在一个封闭孤立系统 ， 物质不论如何变化 ， 其总质量是不变的 。
后来 ， 许多化学家做了大量精确度极高的实验 ， 不断验证了实验前后物质质量的一致性 ， 变化小于一千万分之一 ， 这在实验误差允许范围之内 ， 因此严格证明了物质不灭定律 ， 即质量在任何变化中前后是守恒的 ， 包括：物理变化质量守恒、化学变化质量守恒、核反应变化质量守恒 。
后来 ， 爱因斯坦发现了物质质量是随着运动变化而变化的 ， 速度越快动质量会越大 ， 而推动物质改变其运动状态需要能量 ， 这样 ， 就发现了质量和能量的统一性 ， 由此推演出了伟大的质能方程 ， 简单表述为：E=MC^2 。
这里的E表示能量 ， M表示质量 ， C表示光速 。 这个方程的重大意义在于 ， 质量和能量是等价的 ， 任何物体质量全部转化为能量 ， 同等质量都是一样多的 ， 不管是金子还是白菜都一样 ， 都是质量乘以光速的平方 。
光速是我们世界最快的速度 ， 真空光速约30万km/s（千米/秒） 。 这就说明 ， 质量里面蕴含的能量十分巨大 。 但要把这些能量全部挤压出来 ， 条件十分苛刻 ， 很难做到 。
现在我们人类掌握质能转换技术最先进的是核聚变 ， 转换率只能达到约0.7% 。 现在还只是掌握了不可控核聚变 ， 也就是氢弹爆炸；可控核聚变还在实验中 ， 也就是让这种聚变缓慢释放 ， 这样就可以作为发电、动力等能源 ， 造福社会 。 而现在的核发电是采用核裂变技术 ， 质能转换率只有约0.1% 。
化石燃料利用主要通过化学反应方式
数百年来 ， 人类利用最大的能源是化石能源 ， 如煤炭、石油等 。 化石能源是通过开采化石燃料 ， 通过燃烧取得其能源 。
燃烧是一种化学反应 ， 其质能转化率是极低的 。 各种化石燃料通过燃烧可得到的发热量约为：1kg原煤约20934000J（焦耳）；1kg石油原油约41868000J；1kg汽油为43124000J；1kg柴油约42705000J 。
这个转化率有多大呢？我们根据爱因斯坦质能方程公式E=MC^2计算 ， 1kg质量完全转化可得到9*10^16J的能量 ， 即9亿亿焦耳 ， 相当250亿度电能 。 与之相比 ， 化石燃料得到的质能转化率只有：原煤的质能转化率约为0.00000002326% ， 也就是约百亿分之2.326；石油原油的质能转化率约0.00000004652%；汽油只能转化率约0.00000004792%；柴油转化率约0.00000004745% 。
因此化石燃料在燃烧后转化为其他物质质量的计算中 ， 能量所占的比重是极小的 ， 可以忽略不计 。 这就是在以往质量守恒实验中 ， 实验前后质量基本一致的原因 ， 而实验过程作为能量损失掉的质量完全可以忽略不计 ， 因为损失的量远远小于一千万分之一 。
煤燃烧后会变成什么呢？
煤的成分是很复杂的 ， 不同煤矿出产的煤热能也是不一样的 ， 因此国家在衡量能源消耗时为了方便统计 ， 采用的是以标准煤为单位 ， 即不管哪里产的煤 ， 都要折合成标准煤计算 。 1kg标准煤的热能定义为7000大卡（千卡） ， 1大卡约等于4186J， 这样1kg标准煤的热能就约为29302000J 。
煤的主要成分大致有：碳、氢、氧、氮、硫等 ， 还有磷、氟、氯、砷、铍、铅、硼、镉、汞、硒、铬等 ， 燃烧过程产生热量的主要是碳和氢 ， 氧是助燃元素 ， 氮不产生热量 ， 而硫、磷、氟、氯、砷等是有害元素 。
不同地方出产的煤成分都不一样 ， 因此煤燃烧后留下的灰分也就不一致 ， 有的多点 ， 有的少点 。 煤的燃烧也是一个复杂过程 ， 但简化之 ， 其化学反应过程主要遵循如下公式：
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