物态变化与人工造“雪”
2021-12-28南京市玄武高级中学张军
科学大众 2021年24期
□文/南京市玄武高级中学 张军
不知不觉间,2021年已经到了尾声,冬天又来了。每到冬季,大家肯定都非常期盼下雪,因为下雪不仅代表着可以堆雪人、打雪仗,还预示着快过年了……
下雪的背后究竟藏着什么科学原理?我们能不能在家里自己造一场“雪”?今天,我们就来体验一下宅在家都能玩“雪”的乐趣!

看不见的分子
物态变化是自然界最常见的现象之一,每时每刻都在我们身边发生。以水为例,它不停地在固态、液态、气态这3种状态之间转化,我们见到的冰、露、霜、雪、雾等,都是水的化身。水蒸气也是水的化身,但是我们的肉眼看不到,我们只能看到由水蒸气变成的液态或固态。
自然界所有物体都是由大量分子构成的。2 500万个人手拉手可以绕地球赤道一周,而2 500万个分子挨在一起排队,长度只有1厘米。 1标准大气压下,手指头大的容器里,可容纳约2.7×1019个气体分子。假设让这些气体分子从容器中跑出来,1秒跑出1亿个,需要9 000年才能跑完。如果每秒数出100亿个,要数80年。如果手指头大的容器里装的是水,大约有3.3×1022个水分子,把它们平均洒在地球表面,每平方厘米有6 000多个水分子。现在我们知道分子是多么小了,肉眼根本看不见。
分子间有空隙。我们会发现,吹足气的气球放置几天就会变瘪,原因就是气球内的气体分子从组成气球皮的分子间隙跑掉了。打足气的自行车放置一段时间,轮胎就会变瘪,这也是同样的道理。如果我们可以将自己变得像原子那样小,或者像质子、中子那样小,就可以毫不费力地穿过所有障碍物了。
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