1905年,爱因斯坦发表了4篇具有开创性的论文。最后两篇就是后来的狭义相对论,其中第二篇是第一篇的补充,探讨的是质量和能量之间的关系,并且提出了著名的质能方程E=mc^2。这个方程让我们知道物质是蕴藏着丰富的能量,如果能够让物质实现完全转化,那么物质释放出来的能量就等于质量乘以光速的平方(mc^2,其中光速是3*10^8m/s)。所以,通过质能方程,我们就会发现,只要一点点的质量,就可以释放出巨大的能量。一直以来,都有个说法:只要一个粉笔头,就有能烧开够地球人100年喝的开水的能量。那这个说法靠谱吗?物质能完全转化成能量的形式吗?按照质能方程来看,物质里确实蕴含了大量的能量。可问题是,我们很难把一根粉笔完全转化成对应的能量形式。按照目前的物理学理论,如果要把物质完全转化成能量,就需要让物质和它的反物质发生湮灭,比如:正电子和电子进行湮灭,就可以获得到完全的转化。可是我们要知道,粉笔是由原子构成的,而原子又是由原子核和核外电子构成的,原子核是由质子和中子构成的,而且构成粉笔的原子数量超级多。而我们在宇宙中能够找到的反物质都是属于少量的反物质粒子。比如:在一些高能的宇宙射线中,找到电子的反物质粒子正电子。要制造出一个粉笔的反物质是几乎不可能的事情,因此,也就不可能通过湮灭的方式来实现能量的完全转化。假设我们忽略这些,并且找到了办法,可以制造出粉笔的反物质。那制造出来的这些能量是不是够烧开地球人100年喝的开水的能量?如果我们按照一根粉笔是2克的重量来算,那么根据质能方程,2克的粉笔完全转化成能量就是1.8*10^14J。而如今全球人口大概是70亿,每个人每天正常的饮水量是1500到2500毫升,我们就按照2L来算,如果都是把水从25度提升到100度,那么根据公式,我们计算得到一个人一天烧开水所需要的能量E是630,000J,那么70亿人365天烧开水所需要的能量就是1.6*10^18J,100年所需要的能量就是1.6*10^20J。也就是说,即便是把粉笔全部转化为能量,这个能量要比全球人口100年烧开水所需要的能量小6个数量级。把粉笔的能量全部转化成能量仅仅能供给5000人100年烧开水所需要的能量。如果要供给全球人口100年烧开水所需要的能量,那大概需要把10万根粉笔完全转化成能量,但这也是忽略了科技水平是不是可以达到这个水准。核聚变反应很多人会说,既然湮灭这条路没法做到,有没有可能用核聚变反应的方式?在核聚变反应中,氢元素的核聚变反应是最高效的,反应前后也仅仅只有不到1%的质量以能量的形式市释放出来,意味着这比用湮灭的效率低了2个数量还要多一点。而粉笔的主要成分是硫酸钙,并不是氢。因此,即便是我们想尽一切办法让粉笔进行核聚变反应,这个效率也会远远低于氢元素的核聚变反应。因此,这样的效率就会更低一些。假设完全湮灭的能量都完全不够,更不要说这种低效的核聚变反应了。因此,核聚变反应这条路也是行不通的,目前来看这条路径的技术也依然是达不到的。那还有什么办法?把粉笔扔进黑洞人类在发射深空探测器时,发射出的探测器速度并不快,但科学家想到了利用大型天体引力弹弓的特点来给飞船加速。比如:在科幻片《流浪地球》中,电影里的地球人也想利用木星的引力弹弓效应来给“流浪地球”加速。大型天体的引力是可以给做功的。如果我们找一个引力巨大的天体,然后从这个天体上往下丢粉笔,那么粉笔在掉落过程中,引力势能就会转化成其他的能量。比如,如果我们在地球上扔铅球,铅球会在地上砸一个“坑”,这个“坑”就是铅球引力势能转化成物体的动能导致的。如果我们选择“黑洞”来释放粉笔,而且是把粉笔碾碎朝着黑洞扔,那在粉笔灰掉落到黑洞时,由于黑洞的引力巨大,因此,就会巨大的引力势能被释放出来。这些引力势能最终会引电磁辐射和中微子辐射释放出来,然后我们拿一个接收器把这些能量接收下来就可以。在这个过程中,释放出来的引力势能可以达到完全湮灭时的10%左右,要比核聚变反应更加高效一些。如果我们可以把100万根粉笔碾成渣,朝着一个黑洞抛过去,并且可以把这些能量都回收,那么这些能量就会够全球人口100年烧开水所需要的能量。","
这在现有的条件下并不能实现。首先,质能公式只是告诉了我们物质的质量和其蕴含的能量的关系。没错,一颗粉笔头的质量m与光速c平方的乘积,即粉笔头蕴藏的能量E,一定是一个非常大的天文数字。但是要取得这些能量,是需要一定条件的。如果通过现有的技术,创造这些条件所使用的能量大于从粉笔头中能获取的能量,那么我们就不能有效率地取出锁在粉笔头原子核中的能量了。现在方法有两个,一个是核裂变,也就是原子弹或者核电站使用的原理;另一个是核聚变,也就是恒星发光发热的原理。核裂变简而言之就是用中子冲撞质量很大的原子后分裂成几个质量较小的原子及几个的中子,同时释放能量,类似于下列等式:中子冲击质量大的原子=数个质量小的原子+数个中子+能量产生的中子又可以冲撞其他质量大的原子,依次反复,产生了反应链。然而粉笔多数是由硫酸钙,碳酸钙组成的,这些钙,氧,碳,硫等元素都是较轻的原子,不具备核裂变的条件。核聚变与核裂变相反:使用质量较小的原子在极端条件下融合在一起成为质量较大的原子而释放能量。可利用的元素有很多,比如氢,氧,碳等。太阳就是利用这样的原理为地球产生光,热和新元素的:质量较小的原子+质量较小的原子+极端条件(高温高压)=质量较大的原子+能量这个方法看似比核裂变简单很多,但是这里描述的只是被极度简化的原理,实现起来有很多的难点目前人类还没有完全攻克。比如:如何创造高温高压的极端条件?太阳可以利用自身重力在其核心产生高温高压,但是地球上,我们没有那么大的重力,而如果利用其他方式那就需要很多的能量,最后产出的能量却相对较少,即,整个过程没有生成反而消耗了能量。又比如:假设我们创造出了这样的条件,怎么控制和容纳这些正在反应的高温高压的物质呢?因为这样的温度,任何物质都会迅速气化。所以说,用一颗粉笔头内含有的能量就可以烧开地球100年喝的水的想法在现在的技术条件下是没有办法达成的。","
制粉笔的主要原料是碳酸钙和烧石膏,碳酸钙可用光粉代替。光粉有水磨、干磨两种,造粉笔以水磨光粉为佳。粉笔易折断原因是单纯烧石膏加水制作,没有加入碳酸钙。现在制造粉笔的配方一般为:碳酸钙(或光粉)4、烧石膏8(或6)、水10份。制法是先将碳酸钙及烧石膏混和,加水调匀使成薄浆,然后迅速浇入预涂有油类(普通为橄榄油或火油)的金属模型各孔内,约十几分钟或半小时后全部凝固,即可将模型拆开,取出晒干即成。 制造粉笔的模型是用金属制造的,也有用塑料模型的。模型分为两块,每块上各有上大下小整齐排列的半圆型凹槽,相合即为一圆柱形状。模型在使用前,须先用布蘸橄榄油或火油将各凹槽沟擦试一遍,也可用较浓厚的滤过的肥皂水揩试,以防粉笔凝成后无法取出。如已凝成的粉笔无法取出,不能硬用手掰,要将模型的一端(离粉笔较近者)靠桌面,然后用一根小棒在模型的另一端轻轻地敲击几下,粉笔就能渐次落下,敲击时不能过重以免击断。制造粉笔的模型外面还应加上木套或夹板,以免模型容易散动开。 调和原料时,必须按照所制粉笔模型中的孔数,酌量调料,一般每条粉笔约含5克干粉,一次入模量多少应估计准确。因石膏一遇水,干后即凝固,不能复原,再调再浇制成的粉笔就有前后两次分浇的痕迹,品质不佳,极易在痕处折断。 烧石膏即熟石膏,是将石膏粉在铁锅中炒熟,当温度达到210—220度时,石膏粉会像水波似的泛起,表示已经炒熟。此时起锅把熟石膏与石灰石粉按6∶4混合,再与等量水调匀入模,约6分钟也就可以出模晾干了。但在入模时,要注意每条粉笔都应充实无气泡,如欲提高粉笔质量,炒熟的石膏还可过筛后再用,如调水后就要立即及时入模,以免凝固而作废。 调制彩色粉笔以石膏粉和石粉、水为主,染料为副,特别要求石膏粉要细滑而没有杂质,在制粉笔之前要把石膏粉收藏好,不要暴露在空气中,以免它吸收空气中的水份而硬化不能制造粉笔。所用的染料红色的用曙红、绿色的用孔雀绿、青色的用普鲁士兰或群青、黄色的用铬黄、橙色的用铬橙、紫色的用紫粉、褐色的用印度红或茶红等。 粉笔制得好不好,关键是原料份量的配合,如配得不恰当,制成的粉笔可能变得松脆或过硬,不能使用。各料最恰当的配合份量有两种: 1、纯石膏粉2、石膏2、水2.5。依此份量调浆,放进有嘴的钵子里浇模,5分钟开始硬化,制成的粉笔质地硬软恰到好处。 2、纯石膏粉2、石粉1、另加滑石粉1、水2.5。调成浆液浇模后6分钟开始硬化,制成的粉笔质量极高。所掺进的染料,应先溶于水中成为染料溶液,在调粉的时候掺进,把粉浆染成所要的颜色。原料和粉料调配时要匀净,不能带有硬粒,最好在浇入模子时经过过滤网,把夹杂的东西过滤去。浇后如有粉浆溢出槽口,须即用金属条把它刮平。浇模之后切勿摇动模子,使浆液慢慢硬化,待硬化后拆除夹板,取出颜色粉笔晒干便成。本回答被提问者采纳
粉笔是由硫酸钙的水合物(俗称生石膏)制成。