1
Вход в микромир: основы молекулярно-кинетической теории
PHYS1003S-PEP-CNLesson 1
00:00

Представьте, что если мы уменьшим Землю до размера яблока, то шар диаметром всего 1 см при таком же масштабировании будет примерно размером с молекулу. Добро пожаловать вмикромир— здесь вещество уже не является непрерывной «сплошной массой», а представляет собой живую картину, состоящую из миллиардов микроскопических частиц.

1. 巨量与极小:阿伏加德罗常数

Чтобы связать макроскопическую массу с числом микроскопических частиц, мы определяем阿伏加德罗常数 $N_A = 6.02 \times 10^{23} \text{ mol}^{-1}$. Этот астрономический порядок означает, что 1 моль любого вещества содержит одинаковое количество частиц. Именно наличие этого «гигантского» количества позволяет чрезвычайно малым молекулам (диаметром около $10^{-10} \text{ м}$) образовывать макроскопический мир, видимый невооружённым глазом.

вода (50 мл)+спирт (50 мл)ожидаемо 100 млсмесь < 100 млМикромир: маленькие молекулы заполняют большие пустоты

2. «Пустоты» между молекулами и их «бродяжничество»

Вещество не является плотно упакованным. Как и в случае смешивания 50 мл воды и 50 мл спирта, общий объём оказывается меньше 100 мл, что убедительно доказываетналичие пустот между молекулами жидкости. Аявление диффузиинапример, проникновение соуса в белок — ещё более наглядно говорит нам, что молекулы никогда не остаются неподвижными, они беспрерывно совершают хаотическое движение, пересекают границы и проникают друг в друга.