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第148章 摩尔mol(2 / 2)

“水分子中,一个氧原子只会与两个氢原子结合,而且必须与两个氢原子结合。它们之间结合的比例是固定的一比二。

“如果你想用氧气和氢气结合的方法生成水,你就必须准备一份氧气和两份氢气。那么现在问题来了,所谓的一份两份中的份,到底是指一公斤两公斤?还是指一毫升两毫升?或者其他什么单位?”

吴穹想了一下,弱弱地说:“应该是一个两个的个,是数个数。”

“不错。”白木天对吴穹的答案很满意,“是一个氧分子和两个氢分子,或者一个氧原子和两个氢原子也行。但现实情况是,人是一种宏观生物,我们无法用手指头从空气中捏出其中任何一个氧分子。

“我们伸手一抓,会抓到数不清的氧分子、氮分子、二氧化碳分子等等,我们无法将他们一个个孤立开。所以通过数个数的方法控制数量的多少,理论上说得通,实际操作起来不可行。”

“那怎么办?”吴穹问。

“硬数。”白木天说,“从已有的国际单位中找出一个变量可控的单位,然后一个一个数,看单位单位内,具体有多少个分子。”

“你……”吴穹琢磨琢磨问,“能说人话吗?”

“可以。”白木天说,“简单点说,我们做不到只让一个氧分子和一个氢分子发生反应,但是我们可以让一袋氧气和一袋氢气发生反应,而且我们可以控制这两个袋子的容量。

“国际单位总共有7个,分别是长度、质量、时间、电流、温度、数量、还有光强。数量是我们要求解的未知数,排除。时间、电流、温度、光强与袋子的容量无关,排除。

“7个国际单位质中还剩最后两个能用,一个是体积,一个是质量。如果是你,你会将哪一个设为已知条件?”

吴穹的第一反应是这道题是看似送分题,实则陷阱题。细细一想确实是个陷阱。乍一看,一袋氧气和一袋氢气,两个都是气体,回答问题的人很容易就会将体积设为已知量,因为生活常识告诉我们气体称不出重量。

“我会选质量。”吴穹说,“气体的体积会随温度和压强的变化而变化,在这里不能作为控制变量使用。”

“思路不错。”白木天说,“那么新的问题又来了,氧分子的质量比氢分子重,一份氧气就会比一份氢气重。在相同个数的情况下,一份氧气具体会比一份氢气重多少呢?”

“不知道。”吴穹如实答道。

“不仅你不知道。”白木天说,“很多科学家为这个问题争论了上百年,直到1971年10月,摩尔才被正式列为第7个国际单位,在此之前根本没人能回答这个问题。

“想要回答这个问题,就必须搞明白物体的质量是哪里来的。构成物体的最小单位是原子,原子由原子核和电子组成。电子几乎没有质量,原子的质量都集中在原子核。原子核由质子和中子组成,这两种东西的质量差不多。

“经过41个国家的集体讨论后,科学家硬数了0012千克的碳12单质中具体有多少个碳12原子。数出来的结果是602214076x1023个。”。

“硬数?”吴穹听得头皮发麻,“这是怎么做到的?”

“当然不是用手指头一个一个数的。”白木天说,“科学家是用光学和电学仪器进行测量的。具体的计数方法你不必深究,你只要知道这个数字的意义就可以了。”

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