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电池充满电后会变重吗(那硬盘写满数据呢)

时间:2023-05-28 06:58:01

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电池充满电后会变重吗(那硬盘写满数据呢)

最近,收到了几个有趣的提问,说实话,第一次听到这个问题时我整个人都是震惊的!

先说第一个,你觉得电池充满电后重量究竟会不会增加呢

先说结论:不会!原因很简单,电池充电的过程不涉及物理变化,而是化学变化,没有已有的物质的消耗,也没有新的物质被生成。所以,充满电的电池和空电的电池重量是一致的。

是不是颠覆你的认识了呢?明明充进去电了呀!重量怎么会没增加呢!你该不会真的认为把电子充进去了吧!

莫急莫急,要想得到上面的结论,咱们必须深入电池内部来看看“充电时,电池内部都发生了什么?

但凡是锂离子二次电池(能反复充电的),它的原理就不外乎上面这个图:Li+在外部电能(充电)或外部负载(放电)的驱动下,完成从正极→负极或从负极→正极的迁移。

具体到充电这个过程的话,电池内部的化学反应是下面这样的~

在外部电能的作用下(正负极通电产生电场能),电池内部的阴阳离子重新排列,Li+在电场能的作用下向负极移动,电解液中的阴离子向正极移动,当电池内部形成额定的正负极电压时,电池也就充满电了(只针对单体,不适用于电池组)。

也就是说,在充电这一过程中,没有已有的物质被消耗,也没有新的物质在生成,有的只是Li+从正极跑到了负极,阴离子从负极跑到了正极。

只是跑跑路嘛,何来质量变化之有呢?

这就像一个人体重50kg,坐电梯从6楼倒了10楼,体重仍然是50kg啊!

用句很专业很装逼的话来说,电池是通过化学反应的方法储存能量,而不是将能量转化为重量再进行储存。

那我们再来说下硬盘存储数据的问题!

首先说明一下,往硬盘写数据不是像我们平常在一张白纸上写满字那样!

空硬盘什么样?

大家买回去的硬盘上面什么也没有,还需要重新分区等等操作,是不是硬盘上面就空空如也,什么也没有呢?其实并不是。

磁介质机械硬盘出厂时做过低级格式化,拿到用户的手上时已经被写入柱面、磁道、扇区等等信息,在没有内容的数据区,都被磁化成0的内容。所以空机械硬盘是绝大部分为0内容,很小部分为数据(假设0,1参半)。

SSD存储介质采取NAND Flash。为了简化起见,我们只讨论SLC。MLC/TCL/QLC也类似,并不影响结果。空的SSD出厂前已经被写入原始的FTL映射表,空闲块也已经被预擦除(不是必须,结果一样)。,被擦除后是全1,也就是说空SSD是绝大部分是1,很小部分是数据(也假设0,1参半)。

存满数据后有什么变化?

为了简化起见,我们假设存满的数据也都是0,1参半。那么存满数据后硬盘发生了什么变化呢?

磁介质硬盘数据是通过调整磁介质磁极方向来存储的。卓克的比喻十分形象,这里借用一下:机械硬盘是一个筐子,磁介质是里面放的很多香蕉。0是香蕉把朝北,1是香蕉把朝南。存满数据就相当于,原来香蕉把都朝北,现在一半朝北一半朝南。请问筐子重量会不会变化呢?当然不会!

SSD的NAND Flash存储,因为电子有质量,因为空的SSD以前都是0,现在被囚禁了很多电子,导致0,1参半,所以会重一点点。

然而,电子质量是9.10938356+×+10(-31)kg,就算存了一亿个电子,我们的测量仪器还没有这种灵敏度。其他的干扰因素,如风吹啊,灰尘啊等等带来的影响就比这增加的一点点质量要高得多。

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显示评论内容(2)
  1. 刘志坤2023-11-10 11:45刘志坤[江西省网友]168.160.16.122
    有趣问题!电池和硬盘都是利用能量存储设备充满电或写满数据是在原有基础进行改变重量可能会有微小变化但影响不大。
    顶21踩0
  2. 雨蝉2023-08-19 09:21雨蝉[广东省网友]175.3.59.240
    电池充满电重不重这个问题让我想起硬盘写满数据会不会变重呢都是物理原理作祟吧。
    顶7踩0
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