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费受物理学讲义(第一卷) 空气,那么离开水面的分子数还是如先前那样多,因为这只取决于水分子晃动的程度,但是 回到水面的分子数则大大地减少了,因为在水面上的水分子数已极其稀少.因此逸出水面 的分子比进入水面的分子多,水就蒸发了.所以,如果你要使水蒸发的话,就打开风扇吧! 这里还有另一件事情:哪些分子会离开?一个分子能离开水面是由于它们然比通常情况 稍微多积累了一些能量,这样才能使它摆脱邻近分子的吸引.结果,由于离开水面的分子带 走的能量比平均能量大,留在水中的分子的运动平均起来就比先前诚弱。因此液体蒸发时 会逐渐冷却。当然,当-·个水蒸气分子从空气中跑向水面时,它一靠近水面就要突然受到一 个很强的吸引.这就使它进入水中时具有更大的速度,结果就产生热昼.所以当水分子离 开水面时,它们带走了热量;而当它们回到水面时,则产生了热量.当然,如果不存在净的蒸 发现象的话,什么结果也不会发生一水的温度并不改变。如果我们向水面上吹风,使蒸发 的分子数一直占优势,水就会冷却.因此,要使汤冷却就得不停地吹 当然,你们应当了解,刚才所说的那个过程实际上要比我们所指出的更为复杂.不仅水 分子进入空气,不时还有氧分子或氮分子跑到水里,“消失”在一大堆水分子中,这样空气就 溶解在水中了:氧和氨的分子进入水中,水里就含有空气,如果我们突然从容器中抽走空气, 那么空气分子出来要比进去来得快,这样就形成了气泡.你们可能知道,这对潜水员是很不 利的. 盐在水中的溶 O朗 图1-6 图1-7 现在我们来考虑另一种过程。在图16中,我们从原子的观点来看固体在水中溶解.如 果我们把结晶盐粒丢入水中,会出现什么情况呢?食盐是一种固体,也是一种晶体,并且是 “食盐原子”的有规则的排列.图1-7是普通食盐 一氯化钠的三维结构图。严格地说,这 种晶体不是用原子而是用我们所语的离子构成的:离子就是带有额外电子的原子,或失去 一些电子的原子.在食盐晶体中我们发现了氯离子(带有一个额外电子的氯原子)和钠离子 (失去一个电子的钠原子).在固态食盐中,所有的离子都由于电的作用而吸引在一起,但是 当我们把食盐投到水里后,就会发现,由于带负电的氧和带正电的氢对离子的引力,有一些 离子离散了.在图1-6中有一个氯离子松开来了,其他的原子则以离子的形式在水串浮动 这张图画得相当仔细.例如,注意水分子中的氢原子一端大多散近氯离子,而在钠离子周围 所见到的大多是氧原子的那一端,因为钠是正的,面水的氧原子一端是负的,它们之间有电 的吸引.我们能不能从这幅图画中看出盐究竞是溶解于水中,还是从水中结晶出来?当然, 我们看不出来,因为当某些原子离开晶体时,另一些原子又重新聚集到晶休上,整个过程是
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