一、分子运动论的初步知识

分子和分子的运动 物质是由分子组成的．一个分子有多大？如果把分子看作球形的，那么一般的分子的直径只有百亿分之几米，也就是说， 分子的直径是以 10-10 米来量度的．由于分子很小，物体里含有的分子数通常是很多的．例如，在通常的温度和压强下，1 厘米 3 的空气里大约有 2．7

×1019 个分子．现代大型计算机每秒可计算 100 亿（1010）次，如果人数

数的速度也能达到每秒数 100 亿个，要把 1 厘米 3 空气中的分子一个个数

完，需要用 80 多年呢！

实验 把一个装有空气的瓶子倒着放在装有密度较大的红棕色二氧化氮气体的瓶子上，使两瓶口相对，两瓶口之间原来用一块玻璃板隔开（图2—1）．抽掉玻璃板后，观察有什么变化．

可以看到，二氧化氮虽然密度比空气大，却能运动到上面的瓶子里， 同时，上面瓶子里的空气也能运动到下面的瓶子里，结果两瓶气体混合在一起，颜色变得均匀．这表明气体的分子在不停地运动着．像这样，不同的物质在互相接触时，彼此进入对方的现象，叫做扩散（图 2—2）．

扩散现象也可以发生在液体之间，但比气体慢得多．在量筒里装一半清水，用长颈漏斗小心地将硫酸铜溶液注入水的下面，由于硫酸铜溶液的密度比水大，会沉在量筒的下部，可以看到无色的清水与蓝色的硫酸铜溶液之间有明显的界面（图 2—3）．静放几天后，界面逐渐模糊不清了（参见彩图 2）．这表明液体分子也在不停地运动．

固体之间也会发生扩散现象．把磨得很光的铅片和金片紧压在一起， 在室温下放置 5 年后再将它们分开，可以看到它们互相渗入约 1 毫米深．可见，固体分子也在不停地运动．

大量实验事实表明，一切物体的分子都在不停地做无规则的运动．

分子间的作用力 物体中的分子可以互相进入对方，说明物体的分子不是紧密地挤在一起，而是彼此间存在着间隙．液体分子间有间隙，固体分子间也有间隙，那么，液体和固体中的分子为什么不会飞散开，而聚合在一起保持一定的体积呢？这是因为分子之间存在着引力的缘故．把两块表面干净的铅压紧，由于分子之间有引力，两块铅就结合在一起，甚至下面吊一个重物都不能把它们拉开（图 2—4）．

既然分子之间有间隙，为什么压缩固体和液体很困难呢？这是因为分子之间还存在斥力的缘故．由于斥力的存在，使分子已经离得很近的固体和液体很难进一步被压缩．

分子之间既有引力又有斥力，两种力是否总会互相抵消呢？不会．只有分子间相距为某一距离 r 时，引力才等于斥力．r 的大小通常为百亿分之几米，也就是以 10■米来量度的．当分子间的距离小于 r 时，斥力起主要作用；当分子间的距离大于 r 时，引力起主要作用．引力和斥力都随距离的增大而减小，斥力减小得更快．当分子间的距离大于分子直径的 10 倍时，分子间的作用力就变得十分微弱，可以忽略了．

练 习

1. 什么是扩散现象？扩散现象可以说明什么？

2. 分子间既有 力，又有 力．当分子间的距离小于某一距离 r 时，

   力起主要作用；当分子间的距离大于 r 时， 力起

主要作用．