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阿伏伽德罗:你课本里那个超大的数,它不是我(2)

时间:2017-08-09 21:09来源:香港现场开奖 作者:本港台直播 点击:
自由程,是随机运动的一个粒子,和另一粒子碰撞两次,这之间走过的距离。 就像越地拥挤的地铁站里越容易被别人撞到一样,这一数字和一个容器中粒

自由程,是随机运动的一个粒子,和另一粒子碰撞两次,这之间走过的距离。就像越地拥挤的地铁站里越容易被别人撞到一样,这一数字和一个容器中粒子的数量成反比。在知道某一坨气体粒子的平均自由程后,洛施密特估算了一下一立方米气体中粒子的数目。

答案是,2.6867773 ×1025个。

虽然这不是阿伏伽德罗常数,但是洛老师在思想上已经与这个数字的意义十分接近了。你甚至可以用中学知识把它转化过去。

随后,大牛如汤姆逊等都曾进行过计算。

1909年,法国物理学家·佩兰在爱因斯坦新提出的布朗运动模型基础上进行了一次新的尝试。佩兰使用的模型专用于描述受重力影响的颗粒在水中的运动:总之,规律就是越来越多的颗粒会沉底,atv直播,而它们的分布遵循一个函数。通过一系列的计算,佩兰首先得到了另外两个重要物理常数的值:气体常数和玻尔兹曼常数。

而之前已有结论已经证明过,我们要求的那个常数,它恰恰是二者的商!

于是乎,标题里的答案揭晓——摩尔系数是佩兰算出来的。

在算出这个数之后,佩兰决定用老前辈阿伏伽德罗的名子命名它

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阿伏伽德罗微微一笑 图片来源:维基百科

后来呢?

随着技术的进步,人们还尝试过更多高端的方法修正阿伏伽德罗常数。

比如,同样在1909年,美国物理学家米粒肯(Milikan,多译作密立根)进行了著名的油滴实验。他和他的小伙伴测量了在电场中把带电油滴悬浮起来所需的电压,据此推导出了单个电子所带的电荷量。此时,化学家们已经算出了一摩尔电子带有的电量,二者一除便算出了“一摩尔”究竟是多少。

到了上世纪中叶,像X射线衍射这样的技术已经使科学家们可以测量物质原子层面的结构了。这下,人们确实可以通过“数原子”——也就是统计样品中原子排列的密度——测算出一摩尔物质的量了。

如今,公认的数字是:

6.022 141 79(30)x1023 mol-1

不过,当物理学家解决了1摩尔是多少的问题,化学家又对它的意义产生了分歧。

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无穷多的原子组成了宏观世界的物质 图片来源:andreas160578

在道尔顿之后,化学家们普遍把“16克氧原子”作为“1摩尔”的标准。这是因为氧比氢更容易在当时的条件下进行化学反应,从而让化学家们通过测量生成物确定各种物质的相对质量。

但是,当同位素这种东西被发现后,化学家们发现自己以为的“一堆氧原子”其实是氧-16、氧-17和氧-18的混合物。这样算毕竟不太精确。随着人们对于微观尺度事物的认识不断深入,这种细小的差别也需要被认真对待了。

于是,来自物理和化学界的两拨大佬们决定开会讨论一下。在物理和化学界的两大联盟——IUPAC和IUPAP——的一次联合会议上,双方决定将12克碳-12原子的数量定义为1摩尔

这就是今天的教科书定义了。

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澳大利亚精密光学中心(ACPO)为国际阿伏伽德罗协会制作的1千克单晶硅球体。

1971年的国际度量衡大会确立了“摩尔”作为国际标准单位的地位。于是,这个神奇单位的诞生史便落下帷幕了。——来自不同领域的人们一个多世纪的上下求索,这正是这个数字背后蕴含的伟大意义。

看不懂本文但仍然想装X的人请牢记以下知识点:

【摩尔日——在化学家之间流传的节日,通常在10月23日的上午6:02到下午6:02之间庆祝。在美式写法中,这两个时刻被记为6:02 10/23,恰似阿伏伽德罗常数。又因为Mole另一个含义是鼹鼠,所以大家常常会心照不宣的发一张鼹鼠的漫画。】

学会了吗?10月23号我会提醒你发鼹鼠的,反正别的话题你也插不上嘴……

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Ref:

Nancy Eisenmenger. Avogadro’s Constant.pdf. UCSB Science Line. Electronic Document.

Peter Becker. History and progress in the accurate determination of the Avogadro constant (Abstract). IOP Science. Nov.2001. Web.

George Bodner. How was Avogadro's number determined?-Scientific American. Scientific American, Accessed July 7 2017. Web.

https://www.scientificamerican.com/article/how-was-avogadros-number/#

Wikipedia contributors. "Mole (unit)." Wikipedia, The Free Encyclopedia. Wikipedia, The Free Encyclopedia, 2 Jul. 2017. Web. 8 Jul. 2017

https://en.wikipedia.org/wiki/Mole_(unit)

Wikipedia contributors. "Oil drop experiment." Wikipedia, The Free Encyclopedia. Wikipedia, The Free Encyclopedia, 25 Jun. 2017. Web. 8 Jul. 2017

https://en.wikipedia.org/wiki/Oil_drop_experiment

Wikipedia contributors. "Avogadro constant." Wikipedia, The Free Encyclopedia. Wikipedia, The Free Encyclopedia, 21 Jun. 2017. Web. 8 Jul. 2017

https://en.wikipedia.org/wiki/Avogadro_constant

US Department of Commerce. Unit of amount of substance (mole)-Historical context of the SI- The NIST Reference on Constants, Units and Uncertainties

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ID:Guokr42

果壳整天都在科普些啥啊!

吓得我二维都歪了!

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(责任编辑:本港台直播)
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