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  • 趣味力學+從一到無窮大(共2冊)
    該商品所屬分類:科普讀物 -> 科普讀物
    【市場價】
    456-660
    【優惠價】
    285-413
    【作者】 (蘇)雅科夫·伊西達洛維奇·別萊利曼著 
    【所屬類別】 圖書  科普讀物  科學世界  物理 
    【出版社】哈爾濱出版社 
    【ISBN】9787548455066
    【折扣說明】一次購物滿999元台幣免運費+贈品
    一次購物滿2000元台幣95折+免運費+贈品
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    內容介紹



    開本:16開
    紙張:膠版紙
    包裝:平裝-膠訂

    是否套裝:是
    國際標準書號ISBN:9787548455066
    作者:(蘇)雅科夫·伊西達洛維奇·別萊利曼/著

    出版社:哈爾濱出版社
    出版時間:2020年10月 

        
        
    "

    編輯推薦

    雙手各拿一個雞蛋,您用兩個雞蛋相互撞擊。兩個雞蛋一樣結實,撞擊的位置一樣。兩個雞蛋中的哪一個會被撞碎?是被撞的那個還是用來撞擊的那個?如果你看了本書,了解了力學常識,認識到力學與運動的關繫,以及力學與人類日常生活的關聯,我相信很多問題,你都能自己解答了。


    通過《趣味力學》,讀者不僅可以輕輕松松掌握力學常識、愛上物理學,還能激活無窮的科學想像力,掌握按照物理學方式去思考的技巧,同時,可以對生活中經常接觸到的各種力學現像與物理學知識的內在聯繫產生深刻印像,加深讀者對物理學重要理論的認知,並對這些知識產生更濃厚的興趣,讓讀者學會如何在各方面對已掌握的知識做到活學活用。


    ★喬治•伽莫夫是著名物理學家、天文學家,榮獲卡林伽科普獎。《從一到無窮大》風靡世界,科普經典,愛因斯坦親筆推薦;


    ★★ 《從一到無窮大》橫跨數學、生物學、天文學等多個學科,知識範圍極其廣泛,語言通俗幽默。四川大學校長李言榮院士曾說:“伽莫夫站的角度不一樣,開啟了我對自然科學的興趣”。


    ★★★《從一到無窮大》書中有128副伽莫夫親手繪制的圖片,使理性思考與感性認知相輔相成,通俗易懂;近百位科學家的經典實驗,讓人身臨其境,感受科學之美;


    ★★★★《從一到無窮大》知識全面,脈絡清晰,滲透科學思維和方法,結構安排循序漸進,清晰呈現科學理論的來龍去脈,展現科學進步的軌跡。

     
    內容簡介
    數百年前,達·芬奇寫道:“人類任何的知識,如果不使用力學論據體繫,都無法成為真理科學之一。”這是許多年前的真理,直到今天依然被證實是準確的。
    本書是世界著名科普作家、趣味科學奠基人別萊利曼*經典的作品之一。在本書中,作者不僅力求向讀者講述物理學中力學的新知識,幫助讀者了解他已經知道的東西,還希望加深讀者對力學重要理論的認知並對這些知識產生更濃厚的興趣,讓讀者學會如何在各個方面對已掌握的知識做到活學活用。為了達到這個目的,書中推出了關於力學的大量謎題以及引人入勝的故事和妙趣橫生的問題,當然還有各種奇思妙想,而這些內容大都來源於我們生活中每天都會發生的事件,也有的取材於著名的科學幻想作品中虛構的故事。
    通過本書,讀者不僅可以輕輕松松愛上力學這一學科,還能激活無窮的科學想像力,掌握按照物理學方式去思考的技巧,同時,對生活中可以經常接觸到的各種現像與力學知識的內在聯繫也能產生深刻的印像。
    總之,這是一本妙趣橫生、引人入勝而又讓人流連忘返、受益無窮的科普讀物!
    《從一到無窮大》是當今世界上罕見的、橫跨多個學科的科普經典巨著,作者榮獲得卡林伽科普獎。本書圖文並茂,由愛因斯坦親筆推薦,是自然科學入門經典作品。

    數百年前,達·芬奇寫道:“人類任何的知識,如果不使用力學論據體繫,都無法成為真理科學之一。”這是許多年前的真理,直到今天依然被證實是準確的。


    本書是世界著名科普作家、趣味科學奠基人別萊利曼*經典的作品之一。在本書中,作者不僅力求向讀者講述物理學中力學的新知識,幫助讀者了解他已經知道的東西,還希望加深讀者對力學重要理論的認知並對這些知識產生更濃厚的興趣,讓讀者學會如何在各個方面對已掌握的知識做到活學活用。為了達到這個目的,書中推出了關於力學的大量謎題以及引人入勝的故事和妙趣橫生的問題,當然還有各種奇思妙想,而這些內容大都來源於我們生活中每天都會發生的事件,也有的取材於著名的科學幻想作品中虛構的故事。


    通過本書,讀者不僅可以輕輕松松愛上力學這一學科,還能激活無窮的科學想像力,掌握按照物理學方式去思考的技巧,同時,對生活中可以經常接觸到的各種現像與力學知識的內在聯繫也能產生深刻的印像。


    總之,這是一本妙趣橫生、引人入勝而又讓人流連忘返、受益無窮的科普讀物!


    《從一到無窮大》是當今世界上罕見的、橫跨多個學科的科普經典巨著,作者榮獲得卡林伽科普獎。本書圖文並茂,由愛因斯坦親筆推薦,是自然科學入門經典作品。


    《從一到無窮大》圍繞20世紀以來科學的新發現展開,由淺入深地講述了數字遊戲、可以彎曲的四維空間和時間、愛因斯坦的相對論、組成人類微觀世界的物質——基本粒子與基因、生命的遺傳規律、宏觀世界——宇宙和星繫,等等。伽莫夫在書中融入了自身見解,呈現各個學科的思維方式與科學方法,使龐大的知識和理論自成體繫。書中128副作者親手繪制的插圖與文字相輔相成,使理性思考與感性認知相輔相成,通俗易懂。


    《從一到無窮大》如同一部流動的科學史詩,一個個轟動世界的實驗,凝結了科學家們的心血,多個學科豐富的知識和理論,盡情地展現科學之美。海盜的寶藏、擺滿64 格棋盤的麥子、雙重蘋果、莫比烏斯面、酒鬼運動........充滿了奇思妙想,主人公詭辯之處又令人忍俊不禁,不得不為科學家們超凡的智慧折服。

    作者簡介

    雅科夫·伊西達洛維奇·別萊利曼(1882-1942),生於前蘇聯格羅德省別洛斯托克市。他一生致力於教學和科學寫作,從17歲開始發表作品,一生共完成了105本著作,這些著作大部分都是科普讀物,其中《趣味物理學》到1986年已再版22次。這些作品被翻譯成多國文字在全世界出版發行,其趣味科學繫列被譯為十幾種語言。是世界公認的科普名著。1936年別萊利曼在列寧格勒去世,1959年,人們以他的名字命名了一座月球上的環形山,以此來紀念這位人類的科普大師。


    喬治•伽莫夫(George Gamow,1904-1968),1904年出生於俄國的敖德薩市,著名物理學家、天文學家。伽莫夫在原子核物理研究中成就斐然,是“大爆炸”理論的推動者,對破譯生物學“遺傳密碼”做出過貢獻,提出放射性量子論和原子核的“液滴”模型。


    伽莫夫是世界科普作家,一生共撰寫25部科普作品,他的科普作品深入淺出,對抽像深奧的物理學理論的傳播起到了積極的作用。並有多部作品風靡全球:《從一到無窮大》《物理世界奇遇記》《太陽的生與死》《有一顆行星叫地球》《從伽利略到愛因斯坦:偉大物理學家的故事》《給孩子講萬有引力》《給孩子講量子力學》 等,其中以《從一到無窮大》為著名與經典。


    1956年,他榮獲聯合國教科文組織頒發的卡林伽科普獎。

    目錄
    篇力學的基本原理
    兩個雞蛋的問題 001
    騎木馬旅行 003
    力學常識 004
    在船上戰鬥 005
    空氣動力管 006
    行駛中的火車 007
    哥白尼的“日心說”與托勒玫體繫 009
    應該怎樣理解慣性定律 010
    作用力與反作用力 012
    兩匹馬的問題 015
    兩艘船的問題 015
    步行者與蒸汽機的奧秘 016
    “克服慣性”的意義是什麼? 018

    篇力學的基本原理


    兩個雞蛋的問題 001


    騎木馬旅行 003


    力學常識 004


    在船上戰鬥 005


    空氣動力管 006


    行駛中的火車 007


    哥白尼的“日心說”與托勒玫體繫 009


    應該怎樣理解慣性定律 010


    作用力與反作用力 012


    兩匹馬的問題 015


    兩艘船的問題 015


    步行者與蒸汽機的奧秘 016


    “克服慣性”的意義是什麼? 018


    火車車廂 018


    第二篇力與運動


    力學公式參考一覽表 020


    槍的反衝力 022


    日常的與科學的常識 023


    月球上的大炮 025


    在海底射擊 026


    推動地球 028


    不正確的發明思路 030


    飛行著的火箭重心在哪裡? 032


    第三篇重力


    懸錘和鐘擺的例子 034


    鐘擺在水裡 037


    在斜坡上 038


    水平線什麼時候不水平? 039


    有磁力的山 043


    向山上流的河 044


    鐵棒的問題 045


    第四篇下落和拋擲


    日行千裡靴 047


    人體炮彈 050


    投球紀錄 054


    通過危險的橋 056


    三顆彈丸 057


    四塊石頭的問題 059


    兩塊石頭的問題 060


    投球遊戲 060


    第五篇圓周運動


    增加重量的簡易方法 062


    不安全的娛樂設施 064


    在鐵路的弧形轉彎處 065


    非步行路 067


    傾斜的大地 068


    為什麼河流都彎彎曲曲的? 071


    第六篇踫撞


    簡單易懂的探索 074


    踫撞力學 075


    研究自己的皮球 077


    在槌球場上 081


    “力來源於速度” 082


    人體砧板 083


    第七篇一些有關強度的問題


    對海洋深度的測量 086


    長的金屬絲 088


    牢固的材料 089


    比頭發更堅固的是什麼? 090


    為什麼用管子制作自行車的框架? 091


    七根枝條的寓言 093


    第八篇功·功率·能


    很多人不了解功的單位 095


    1千克米的功是怎麼產生的? 096


    不能這樣計算功 097


    拖拉機的牽引力 098


    活體和機械發動機 099


    100隻兔子和1頭大像 101


    人類的機器奴隸 102


    秤“分量多一些” 106


    亞裡士多德的問題 107


    易碎東西的包裝 108


    誰的能量? 110


    自動機械 112


    摩擦取火 113


    被溶解的彈簧的能 117


    第九篇摩擦與介質的阻力


    從雪山上向下滑 119


    發動機關閉以後 120


    馬車的車輪 121


    機車與輪船的能量消耗到什麼地方了? 122


    被水衝走的石頭 123


    小雨點的速度 125


    物體下落之謎 129


    順流而下 130


    什麼時候被雨淋得更嚴重? 132


    第十篇生物界的力學


    格列佛與巨人 135


    河馬為什麼動作笨拙? 137


    陸地生物的構造 138


    004 力 學


    巨獸滅絕的命運 139


    誰的跳躍能力更好? 140


    誰的飛行能力強? 141


    沒有破損的降落 143


    為什麼樹不會長到天一樣高? 143


    伽利略著作文摘 145


    附錄


    在愛因斯坦居住的國家遊玩(О.А.瓦利比卡隨筆) 148


    本書中的物理學單位一覽表 148


     


    部分 數字遊戲


    章大數/ 002


    第二章自然的和人造的數/ 021


    第二部分  空間、時間與愛因斯坦


    第三章空間的特異屬性/ 036


    第四章四維世界/ 056


    第五章空間和時間的相對性/ 073


    第三部分  微觀世界


    第六章下降的梯級/ 098


    第七章現代煉金術/ 126


    第八章無序定律/ 160


    第九章生命之謎/ 194


    第四部分  宏觀世界


    第十章拓展視線/ 226


    第十一章創世日/ 251


    索引/ 287

    在線試讀
    哥白尼的“日心說”與托勒玫體繫

    在前一章所描述的X 射線照片中,我們觀察到固體分子的熱顫動或振動。確實,由於在晶格中拍攝分子的照片需要相當長的時間,因此在曝光期間,分子不應離開其固定位置,這一點是至關重要的。但圍繞固定位置不斷晃動,不利於取得良好的攝影效果,反而會導致圖像模糊。在圖版I 中分子的集體照片就能看到這種效果。要獲得更清晰的照片,就要盡可能冷卻晶體。可以將它們浸入液態空氣中降溫。另一方面,如果加熱被拍攝的晶體,則圖像變得越來越模糊,在熔點處,由於分子離開它們的位置並開始到處移動,導致圖像完全消失。
    固體材料熔化後,分子仍然保持在一起,因為熱運動雖然足夠強,足以使它們從晶格的固定位置脫離,但仍不能使它們完全分離。然而,在更高的溫度下,內聚力無法再將分子保持在一起,它們會向各個方向飛散,除非容器壁阻止分子這樣做。當然,當這種情況發生時,物質已處於氣態。
    如同固體的熔化一樣,不同材料汽化的溫度不同。相對於內聚力較強的物質,內聚力較弱的物質在較低的溫度下會變成蒸汽。在這種情況下,這一過程也基本上取決於液體所承受的壓力,因為外部壓力顯然有助於內聚力將分子保持在一起。因此,眾所周知,一個封閉的水壺裡的水比在一個開放的水壺裡的水沸騰的溫度高。另一方面,在大氣壓力相對低的高山之巔,水會在100℃以下沸騰。順便提一下,通過測量使水沸騰的溫度,可以計算出大氣壓力,從而計算出某一特定地點的海撥高度。
    但請你不要效仿馬克·吐溫的例子,根據他的說法,他曾經把一個無液氣壓計放進一個煮沸的豌豆湯鍋裡。這樣做不僅不會讓你知道海撥高度,氧化銅反而會使湯的味道變差。
    物質的熔點越高,其沸點越高。因此,液態氫在-253℃下沸騰,液態氧和氮在-183℃和-196℃下沸騰,乙醇在78℃下沸騰,鉛在1620℃下沸騰,鐵在3000℃下沸騰,鋨僅在5300℃以上沸騰。[1]

    哥白尼的“日心說”與托勒玫體繫


    毫無疑問,一個問題在讀者中產生:應該怎樣解決哥白尼與托勒玫有關地球運動相對論的經典力學觀點?顯然,在這個問題上討論的不是直線運動,因而問題陷入愛因斯坦相對論領域,在這裡,沒有研究的我們全都不包括在內。


    這樣一來,變為討論什麼圍繞什麼的問題:是地球圍繞太陽,還是太陽圍繞地球?


    這樣設置問題是不正確的。因為在現實中,討論兩個規律的運動是怎樣實現的是毫無意義的:物體的運動是相對於另外的物體而言的,的運動是不存在的。所以提出的這個問題應該用以下方法回答:地球和太陽的運動都是相對於對方而言的,從地球上觀察的時候,太陽就好像是圍繞著地球在轉動,而如果在太陽上觀察的話,地球應該是圍繞著太陽在轉動。


    我們知道傑出的物理學家愛因斯坦,他說:“行星運動在托勒玫的理論體繫中簡單而模糊,在哥白尼的體繫中則較明顯。但對於普通的地球上的現像原理是相反的:托勒玫體繫使它們暴露出大自然的規律性。地球體繫,或者說托勒玫體繫自然引發地球現像,而太陽體繫,或者說哥白尼體繫揭示了太陽體繫運動;但對於兩個體繫而言,我們不能從其中一個方面得出適宜的定論,沒必要使問題復雜化。”


    你們贊同這個,如果你們能想起除了哥白尼之外的哪怕一個天文學家,這個天文學家否認“托勒玫”的觀點:“我得出的結論是,地球更好地把太陽帶入自己的自轉運動中。”為了界定哥白尼的觀點比托勒玫的地心說更得體,在這種情況下,我們毫不猶豫地支持了希臘人的觀點。


    我們這個時代的天文學,或者說是另一個時代的天體現像,經常完全不能想到關於星繫的運動。他們想當然地進行推測:所有的天空都圍繞不運動的地球在轉a。


    讀者也許忘記了,事實上真的忘記了——長時間以來引發我們研討的理由是,效仿關於蘋果落地的問題。這個問題具有世界性影響,在力學史上具有轉折性意義。美國雜志毫無顧慮地表示,他們在踫撞的蘋果之間規定了區別,不用猜疑,他們處於經常不斷傳說的前夕。


     


    原子有多大?


    當德謨克利特和恩倍多克勒談到原子時,他們秉持一個模糊的哲學思想:物質不可能無限制地分割下去,終會達到一個不可再。當一個現代化學家談到原子時,所指的對像明確得多;因為要對化學基本定律有所了解的話,素原子及其在復雜分子中的結合有精確的認識。根據化學的基本定律,不同素隻能按重量的明確比例結合,該比例必定明顯反映這些物質獨立原子的相對重量。因此,化學家得出結論,氧原子、鋁原子和鐵原子必須分別比氫原子重16 倍、27 倍和56倍。然而,雖素的相對原子量是重要的基本化學數據,但原子的實際重量究竟有多少,在化學工作中倒是無關緊要的,因為這個信息不會影響其任何化學現像,不妨礙我們運用化學方法或化學定律。


    然而,當物理學家考慮原子時,他的個問題必然是:“原子的實際尺寸是多少釐米?它們的重量是多少克?一定數量的物質中有多少個單獨的原子或分子?有沒有什麼方法可以觀察、計算和逐個處理原子和分子?”


    估算原子和分子的大小有許多不同的方法,其中簡單的方法非常容易操作。如果當時德謨克利特和恩培多克勒能想到這個方法,即便沒有現代實驗室設備,他們很可能也已經實現。如果某物質的組成中小的單位是原子(比如一根銅線),那麼你顯然不能把這種物質做成比一個這樣的原子直徑還薄的薄片。因此,我們可以嘗試拉伸我們的銅線,直到它終成為一個單原子鏈,或者把它錘成隻有一個原子直徑厚的薄銅片。對於銅線或任何其他固體材料,這幾乎是不可能的,因為在達到我們要的小厚度之前,材料早就斷裂了。但是,液體物質,例如水面上的一層薄薄的油,很容易被展開成一個單層的“毯子”——即一層由單個分子水平連接而成的膜,這層膜沒有一個分子垂直堆積在另一個分子上。如果讀者有足夠的耐心和細心自己完成這個實驗,可以用這種簡單的方法測量油分子的大小。


    取一個淺而長的容器(圖43),把它放在桌子或地板上,保持水平。


    將容器灌滿水,然後在水面上橫著放一根金屬絲。如果你現在把一小滴純油滴在金屬絲的一側,油就會擴散開鋪滿整個水面。如果沿著容器的邊緣移動金屬絲,遠離油膜,油層會隨著金屬絲擴散,變得越來越薄,其厚度終必定等於單個油分子的直徑。在達到這種厚度後,金屬絲的任何進一步運動都將導致連續的油膜表面破裂,露出底下的水層。現在已知滴在水上的油量,以及它在不破裂的情況下能擴散的面積,就能計算出一個分子的直徑。


                                              


                                                     圖43當拉伸得太大時,水面上的薄油層會破裂





    在進行這個實驗時,你可能會觀察到另一個有趣的現像。當你在水面上滴一些油時,你會看到油表面熟悉的彩虹色。這種景像在船隻往返的港口很常見。眾所周知,這是由於從油層上下邊界反射光干涉的結果,而不同地方的顏色差異是因為從放置油滴的地點開始擴散的油層在不同的地點產生的厚度不同。如果你多等一段時間,直到這層油變得均勻,整個油面將獲得均勻的顏色。隨著油層變薄,隨著波長的減小,顏色會逐漸由紅變黃,由黃變綠,由綠變藍,由藍變紫。如果油層表面再繼續擴展下去,顏色將完全消失。這並不是因為油層不存在了,而是它的厚度已經小於短的可見波長,而且顏色也超出了我們的視力可觀察的範圍。但是你仍然可以分辨出油層表面和清澈的水面,因為薄油層上下邊界反射的兩束光還是會發生干涉終導致總強度降低。哪怕顏色消失,油表面會在反射光中顯得更“暗淡”,也看起來比水面暗一點。


    在做這個實驗時,你會發現1 立方毫米的油可以覆蓋大約1 平方米的水面,但是超過這個面積油膜就會裂開。[1]


    -----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------


    [1] 那麼,油層在破裂前有多薄?計算步驟如下:把含有1 立方毫米油的液滴設想為一個立方體,其每側面為1 平方毫米。為了將我們原來的1 立方毫米的石油延伸到1 平方米的面積上,與水面接觸的1 平方毫米的石油立方體表面必須增加10002 倍(從1 平方毫米增加到1 平方米)。因此,原始立方體的垂直尺寸必須減小到原來的1/10002,以保持總體積不變。這就給出了油層的極限厚度,所以對於油分子的實際直徑,約為0.1cm×10-6=10-7cm。由於一個油分子由多個原子組成,原子的尺寸還要小一些。


    1.


    熱無序


    如果你倒一杯水,看著它,你會看到一種清澈均勻的液體,沒有任何內部結構或運動的痕跡(當然,前提是你不要搖晃杯子)。然而,我們知道水的均勻性僅僅是表面上的,如果將水放大幾百萬倍,我們就會發現大量緊密堆積在一起的獨立分子,形成了清晰的顆粒結構。


    在同樣的放大倍數下,很明顯可以看到水離靜止還很遠,它的分子處於劇烈的運動狀態,四處移動,互相踫撞,就好像他們是高度興奮的人群。水分子或任何其他物質的分子的這種不規則運動稱為熱(或溫度)運動,原因很簡單,熱現像就是它造成的。因為,雖然肉眼不能直接辨別分子運動以及分子本身,但正是分子運動對人體的神經纖維產生某種刺激,纔產生我們稱之為熱的感覺。對於那些比人類小得多的有機體,例如懸浮在水滴中的小細菌,熱運動的影響要明顯得多,這些可憐的生物不斷地被從四面八方的躁動分子腳踢、推擠或拋擲(圖77)。這一有趣的現像被稱為布朗運動,是以英國植物學家羅伯特·布朗的名字命名的。他在一個多世紀前對微小植物孢子的研究中首次注意到這一現像。布朗運動具有相當普遍的性質,在研究懸浮在液體中的小顆粒,或懸浮在空氣中的煙和塵的微觀顆粒時都可以觀察到。


                                                     


             圖77 一個細菌在水分子的撞擊下連續換36 個位置(物理學上正確;細菌學上不完全如此)


    我們加熱液體時,懸浮在其中的微小顆粒的狂舞會變得更加劇烈;一旦降溫,運動的強度明顯減弱。毫無疑問,我們在這裡觀察到的是物質看不見的熱運動的影響,而我們通常所說的溫度不過是對熱分子運動程度的度量。通過研究布朗運動對溫度的依賴性,發現在-273°C 或-459°F 時,物質的熱運動完全停止,並且其所有分子靜止。這顯然是溫度,它得到了“零度”的名字。談論更低的溫度太荒謬了,因為顯然沒有比靜止更慢的運動了!


    在接近零度的溫度下,任何物質的分子幾乎都沒有能量,以至於作用在它們身上的內聚力將它們黏結在一起形成一個固體塊,它們所能做的隻是在凍結狀態下輕微顫動。當溫度升高時,顫動變得越來越激烈,並且在某一階段,分子獲得了一定的運動自由度,能夠彼此滑動。冷凍物質的剛性消失,變成流體。熔化過程發生所需的溫度取決於作用在分子上的內聚力的強度。在某些物質中,如氫,或形成大氣空氣的氮氧混合物中,分子的內聚力非常弱,在相對較低的溫度下,熱運動會打破凍結狀態。因此,氫僅在低於14°K(即低於259°C)的溫度下以冷凍狀態存在,而固體氧和氮分別在55°K 和64°K(即-218°C 和-209°C)下熔化。在其他物質中,分子之間的內聚力更強,在更高的溫度下仍然能保持固態。因此,純酒精的熔點達到了-130℃,而冷凍水(冰)僅在0°C 時纔融化。有些物質在更高的溫度下保持固態;鉛在327℃熔化,鐵在1535℃熔化,而被稱為鋨的稀有金屬在2700℃的溫度下仍保持固態。在物質的固態狀態下,分子牢固地結合在其位置上,但這並不意味著它們完全不受熱運動的影響。實際上,根據熱運動的基本定律,在給定的溫度下,所有物質,無論是固體、液體還是氣體,每個分子中的能量都是相同的,它們的區別僅僅在於:某些情況下,這種能量足以把分子從固定的位置上扯下來,讓它們四處移動,而在另一些情況下,它們隻能在同一地點顫抖,就像受到短鏈子限制的憤怒的狗一樣。


                                              


    在前一章所描述的X 射線照片中,我們觀察到固體分子的熱顫動或振動。確實,由於在晶格中拍攝分子的照片需要相當長的時間,因此在曝光期間,分子不應離開其固定位置,這一點是至關重要的。但圍繞固定位置不斷晃動,不利於取得良好的攝影效果,反而會導致圖像模糊。在圖版I 中分子的集體照片就能看到這種效果。要獲得更清晰的照片,就要盡可能冷卻晶體。可以將它們浸入液態空氣中降溫。另一方面,如果加熱被拍攝的晶體,則圖像變得越來越模糊,在熔點處,由於分子離開它們的位置並開始到處移動,導致圖像完全消失。


    固體材料熔化後,分子仍然保持在一起,因為熱運動雖然足夠強,足以使它們從晶格的固定位置脫離,但仍不能使它們完全分離。然而,在更高的溫度下,內聚力無法再將分子保持在一起,它們會向各個方向飛散,除非容器壁阻止分子這樣做。當然,當這種情況發生時,物質已處於氣態。


    如同固體的熔化一樣,不同材料汽化的溫度不同。相對於內聚力較強的物質,內聚力較弱的物質在較低的溫度下會變成蒸汽。在這種情況下,這一過程也基本上取決於液體所承受的壓力,因為外部壓力顯然有助於內聚力將分子保持在一起。因此,眾所周知,一個封閉的水壺裡的水比在一個開放的水壺裡的水沸騰的溫度高。另一方面,在大氣壓力相對低的高山之巔,水會在100℃以下沸騰。順便提一下,通過測量使水沸騰的溫度,可以計算出大氣壓力,從而計算出某一特定地點的海撥高度。


    但請你不要效仿馬克·吐溫的例子,根據他的說法,他曾經把一個無液氣壓計放進一個煮沸的豌豆湯鍋裡。這樣做不僅不會讓你知道海撥高度,氧化銅反而會使湯的味道變差。


    物質的熔點越高,其沸點越高。因此,液態氫在-253℃下沸騰,液態氧和氮在-183℃和-196℃下沸騰,乙醇在78℃下沸騰,鉛在1620℃下沸騰,鐵在3000℃下沸騰,鋨僅在5300℃以上沸騰。[1]


    固體美麗的晶體結構一旦破裂,內部分子首先像一群蠕蟲一樣在周圍爬行,然後像一群受驚的鳥一樣飛散。但後一種現像仍然不是熱運動增加時破壞力的極限。如果溫度進一步升高,分子的存在就受到威脅,因為不斷增加的分子間踫撞的暴力,能夠將它們分解成單個原子。


    這種所謂的熱分解作用,取決於受其影響的分子的相對強度。一些有機物質的分子會在幾百度的溫度下分解成獨立的原子或原子團。其他更堅固的分子,如水分子,需要一千度以上的溫度纔能被破壞。但是當溫度上升到幾千度時,將不會留下任何分子,物質將是素的氣體混合物。


    我們太陽表面的情況就是這樣,那裡的溫度高達6000℃。另一方面,在相對較冷的紅巨星[1] 大氣中,仍然存在一些分子,這一事實已通過光譜分析方法得到證實。







     
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