分子的热运动
组成气体的分子都十分好动。比如你种的茉莉花,一旦开了花,全家甚至邻居都可以闻到扑鼻香气;鱼、肉腐烂了,会弄得周围臭气熏天。组成液体的分子也很好动。你在一杯清水里滴入一滴墨水,墨水就会慢慢散开,和水完全混合。这表明一种液体的分子进入到另一种液体里去了。或者说液体分子在不停地运动。固体分子,也不很安分守己。比如把表面非常光滑洁净的铅板紧紧压在金板上面,几个月以后就可以发现,铅分子跑到了金板里, 金分子也跑到了铅板里,有些地方甚至进入 1 毫米深处。如放 5 年,金和铅
就会连在一起,它们的分子互相进入大约 1 厘米。又如长期存放煤的墙角和地面,有相当厚的一层都变成了黑色,就是煤分子进入的结果。
证明液体、气体分子做杂乱无章运动的最著名的实验,是英国植物学家布朗发现的布朗运动。
1827 年,布朗把藤黄粉放入水中,然后取出一滴这种悬浮液放在显微镜下观察,他奇怪地发现,藤黄的小颗粒在水中像着了魔似的不停运动,而且每个颗粒的运动方向和速度大小都改变得很快,好象在跳一种乱七八糟的舞蹈。就是把藤黄粉的悬浮液密闭起来,不管白天黑夜,夏天冬天,随时都可以看到布朗运动,无论观察多长时间,这种运动也不会停止。在空气中同样可以观察到布朗运动,悬浮在空气里的微粒(如尘埃),也在跳着一种杂乱无章的舞蹈。
发生布朗运动的原因是组成液体或者气体的分子本性好动。比如在常温常压下,空气分子的平均速度是 500 米/秒,在 1 秒钟里,每个分子要和其他
分子相撞 500 亿次。好动又毫无规律的分子从四面八方撞击着悬浮的小颗粒,综合起来,有时这个方向大些,有时那个方向大些,结果小颗粒就被迫做起忽前忽后、时左时右的无规则运动来了。
你倒一杯热水和一杯冷水,然后向每个杯里滴进一滴红墨水,热水杯里的红墨水要比冷水杯里的扩散得快些。这说明温度高,分子运动的速度大, 并且随着物体温度的增高而增大,因此分子的运动也做热运动。