原子分子中一些有趣的比例数字
时间:2016-01-24 18:08 来源:未知 作者:许浩年 点击:次 所属专题: 原子 分子 微粒观
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在所有的原子中,氢原子是最小的,其直径大约为lA,即10-8(亿分之一)cm。把一亿个氢原子一个紧挨着一个地排成一个长队,这个长队也仅有1cm长。
把氢原子与乒乓球直径约为4cm放大相同的倍数会怎样?当把氢原子放大到乓球那么大时,乒乓球的直径将变为:4×4×108cm=1.6×104km,比地球(直径约为1.3×104km)还要大。
把原子核放大到乒乓球那么大,则原子的直径将变为:4×105cm =4×103m也就是说,电子是在距离乒乓球(即原子核)约2km远的地方绕核运动。由此可见,相对而言,在原子核和电子之间有相当大的空隙。
如果我们把氢原子一个挨一个堆集成边长为1cm的正立方体,该立方体可容纳的氢原子数约为:
氢原子质量等于质子质量与电子质量之和为:1.6726×10-24+9.1×10-28 =l.6735×10-24(g)
该氢原子堆的质量为:l.6735×10-24×1024=1.6735(g)
1024这个数字有多大?如果让全世界的人都来数这些氢原子,每人每秒数1个,不停地数下去,至少得连续用634万年的时间才能数清楚。
氢原子核的直径约为3×10-13cm,如果把氢原子核(即质子)堆集成边长为1cm的正立方体,该立方体可装入的氢核数约为:该氢核堆的质量约为:
1.6726×10-24×3.7×1037=6.19×1013(g) =6190(万吨)
微尘是很小的,它的直径约为0.03mm。可是,将一万个水分子一个紧挨着一个地排成一个长队,这个长队却没有一粒微尘的直径大。因
成一列横队,这列横队也可以并排地通过锈花针的针眼。
让一滴水中所有的水分子一个紧挨着一个地排成一个长队,这个长队的长度是:1.67×1021×2×10-10=3.34×1011(m)
也就是三亿三千四百万公里可以绕地球到太阳一个来回。因为地球到太阳之间的距离约是一亿五千万公里。
有人估算过,如果将一杯水中的水分子都作上“标记”,然后将这杯水与地球上所有江湖、海洋的水混合均匀,再任意从江河、海洋中盛起一杯水,这杯水中含有原作上“标记“的水分子可达2000个。
12级台风的风速是40m/s。氢分子是跑得最快的,在0℃时,氢分子的平均扩散速率约为1700m/s,即是6120km/h。若不受阻挡的话,氢分子只需6.5h就能绕地球一周。氧分子的平均扩散速度约为430m/s。想想看,如果空气中各种气体分子都统一朝一个方向跑,那将是多么可怕的狂风啊?
事实上,氢分于真正跑起来,速度没有这么快,因为分子之间还有碰撞。在标准状况下,氢气约有每分子每秒110亿次碰撞。氢分子在碰撞之间要走1.7×10-5cm的距离,平均起来说,氢分子每走1cm的距离,大约要停顿6万次之多。由于频繁的碰撞,使气体分子无法一直朝前跑,而只能曲曲折折、断断续续地前进,扩散速度就大大减慢了。
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