篇1章原子的运动 什么冰融解时会缩小.在这里列出的冰的晶体图样中有许多“孔”，真实的冰的结构也是如 此，在排列打散后，这些孔就可以容纳分子.除水和活字合金外，许多简单的物质在融解时都 要膨胀，因为在固体的晶体结构中，原子是密集推积的，而当熔解时，需要有更多的空间供原 子活动，但是敞形结构则会倒坍，体积反而收缩了，就象水的情况那样 虽然冰有一种“刚性的”结晶形态，它的温度也会变化一一冰也储存热量，如果我门愿意 的污，就可以改变热量的储存.对冰来说，这种热量指的是什么呢？冰的原子并不是静止不 动的.它们不断地摇显著振动若，所以品处晶体存在着一种确定的次序 一种确定的结 构，所有的原子仍都“在适当的位置”上振动，当我们提高温度时，它们振动的幅度就越来越 大，直到离开原来的位置为止.我们把这个过程称为熔解，当降低温度时，振动的幅度越来越 小，直到绝对零度原子仍能有最低限度的振动，而不是停止振动.原子所具有的这种最低的 振动不足以使物质熔解，只有一个例外，即氨.在温度降低时，氨原子的运动只是尽可能地 减弱，但即使在绝对零度时也有足够的运动使之不致于凝固，除非把压力加得这样大以致将 原子都挤在一起.如果我们提高压力，就可以使它凝固， S1-3原子过程 关于从原子的观点来描写固体、液体和气体，我们就讲到这里.然而原子的假设也可以 指写过程，所以我们现在从原子的观点来考察一些过程， 我们要考察的第一个过程与水的 袭面有关.在水的表面有些什么情况呢？设想水的表面上是空气，现在我们来把图画得更复 杂一些 一也更实际一些，如图1-5所示.我们看到，水分 子仍然象先前那样，组成大量的水，但现在还看到水的表 面.在水面上我们发现一些东西：首先，水面上有水的分 子，这就是水的气在水面上总是有水蒸气的.（在水蒸 气与水之间存在着一种平衡，这种平衡我们以后再讲.)此 外，我们还发现一些别的分子：这里是两个氧原子彼此结合 在一起组成一个氧分子，那里是两个氮原子结合在一起组 空气中水的 成一个氮分子.空气几乎完全是由氮气、氧气、水蒸气组成 的，此外还有少量的二氧化碳、氢气和其他一些气体.所以 图15 在水面上的是含有一些水蒸气的气体.那么，在这种情况下会发生什么事呢？水里的分子不 断地晃来晃去，有时，在水面上有个别分子碰巧受到比通常情况下更大的冲击而被“踢”出 表面.因为图1-5是静止的画面，所以在图上难以看出所发生的事.但是我们可以想象表 面附近的某一个分子刚好受到碰撞而飞了出去，或者也许另一个分子也受到碰撞而飞了出 去.分子一个接着一个地跑了出去，水就消失了 一蒸发了.但是如果把容器盖上，过了 会儿就会发现在空气分子中有大量的水分子.水蒸气的分子不时地飞到水面，又回到水中 结果，我们看到那个看来死气沉沉的、无趣的事情一一一杯盖上的可能已放了二十年的 水 实在包含了一直生气勃勃而有趣的现象.对我们这双肉眼而言，看不出有任何变化， 但是如果能放大十亿倍来看的话，我们就能发现情况一直在变化：一些分子离开水面，又 些分子则回到了水面. 为什么我们看不出变化呢？因为有多少分子离开水面就会有多少分子回到水面！归根 到底“没有任何车情发生”.如果现在我们把容器盖打开，使潮湿的空气吹走而代之以干燥