完了下面是氣體, 那麼氣體事實上應該是我認為是本課程最容易的一章。 但是最容易的一章,也可以講不容易的事,看你怎麼講,看你怎麼討論這事。 氣體我們知道在化驗是第一章。 為什麼氣體當第一章呢?因為它是科學的源頭, 無論物理化學,很多定律都是由氣體開始, 包括物理的熱力學,或是化學中的化學熱力學都是從蒸氣機開始。 蒸氣機中間就有個氣字,也就是它是從氣體研究開始。 利用氣體做工,或者叫利用蒸氣做工,把熱能轉換程動能。 是吧,轉換程動能, 然後那麼氣體,氣體當然很簡單我知道你們中學學過很多,通常在中學物理裡面是吧, 氣體定律嘛,是吧,然後我們這裡是,對應書上的是第十章。 那你會發現它包括甚麼呢?氣體的定律. The Gas Laws. 還有理想氣體的方程,完了理想氣體的方程。 那再往下是混和氣體,或者叫分壓,就好像分壓的概念。是吧。 然後再往下是氣體分子運動論。 然後再往下格雷姆擴散定律以及實際氣體。 大概這是本章內容,本章內容,本章內容大概都比較簡單因為氣體我知道 中學都學得很好是吧,波義耳,波義耳定律,是吧。 那麼這些我就直接打出來因為相信大家都很熟。 啊,還有,還有一行,相信大家都很熟,那麼首先波義耳 定律當然就是P-V關係,我們知道在一定溫度下, P-V是恒量,P-V是恒量,那麼這個說實在話,假設沒這個定律你今天發現它也不難。 也不難,當然現在更容易,通過微博討論討論 就明白了,那年呢沒微博,沒微博呢大概你也明白,你也能,大概能 只要有受過經驗或是有幾個人一聊天大概就能夠聊出些甚麼了,問題不大 也就是經驗,當年得到這個規律可能經過上百年。 慢慢大家建立起一條規則,包括查理定律。 包括查理定律。那麼恒壓下這個V和T的關係。 那V和T自比為恒量或者V和T成正比,一回事。 我們當然知道氣體加熱會膨脹,我們也當然 知道這個這個演繹有很多,一種是加熱氣球 加熱氣球把氣球放在熱水裡頭,它會膨脹。 另外一種是把氣球封好,就一個小氣球封好口 放在一個瓶罐的裡,完了把這個罐子抽真空,一點點的往外抽氣,你看它氣球孤孤孤就起來了是吧, 那麼最簡單的就是在氣球上畫個小鬼臉, 畫個小鬼臉你發覺那鬼臉越來越大,越來越大,變成一個巨大的魔鬼 這個這個你可以看到他這個整個的變化,那麼這個我知道國外有各種各樣的來演這個實驗。 我記得它們大學就喜歡發氣球,一人發個氣球 來來來證實這個氣體的膨脹. 但是這個中間我們都知道我就不多說了,然後Avogadro定律 阿伏加徳罗,這三個定律我覺得最最厲害的應該是最後一條。 阿伏加徳罗定律。 前面兩個我猜你,那怕你是伐木工人或是普通農民 你慢慢也能搞明白前面兩個,你只要稍微有點靈感應該前兩個不成問題。 Avogadro這個比較牛,比較牛是因為它還有個分子概念在裡面。 在那個年代能認識到分子這個層次的人 應該是,那也不是一般人,是吧,因為你看不見。 這個這個你看不見分子這個東西,一般你看的到的是宏觀物體。 你猜不到有這個東西,那麼所以說 那麼Avogadro這點很了不起,出現在義大利 義大利的阿伏加徳罗,它認識到體積跟摩爾數之間的關係,當然摩尔數是指氣體分子的個數. 是吧,摩尔數是代表氣體分子的個數。 那麼這在當年那個年代就很了不起,他注意到甚麼呢?他比較了不同的氣體。 在相同溫度和相同壓力下的關係。 那麼然後才發現到了這種,他發現了物值跟量值的關係。 有了這一點實驗這三點連起來,才共同組成了我們今天所謂的理想氣體方程。 三個方程聯立,才是理想氣體方程。 那麼所以最難的是最後這條,這條我知道 他發現之後很多年都沒被大家所認可,因為大家覺得這太離譜了。 分子也沒人見到,你憑甚麼就承認它存在呢?那事實上直到這個 這個他的他的同胞,叫卡內扎羅吧,卡內扎羅。 然後後來是在德國的世界第一屆 化學大會,世界第一屆, 應該叫歐洲化學大會,但是當年叫世界化學大會。 都是歐洲人,完了宣讀了這個阿伏伽德罗定律。 完了他提到阿伏伽德罗在很多年前就發現了這個定律。 完了大家,這都半個世紀以後了應該是 但是大家跟近年來的一些發現印證了 認為阿伏伽德罗定律是對的,所以才被認可。 這個定律從發現到認可時間阿伏伽德罗已經去逝很多年了。 但是這個最難獲得,那麼現在仍然有很多人 在國內很少,在國內很少有人會懷念阿伏伽德罗,呵呵 但在國外我知道science literature上經常有人會寫懷念阿伏伽德罗的文章。 因為這個想法在那個年代是很有前瞻性跟突破性的。 那這不是一般的想法,你現在想它都不太合道理,那個年代知道的事很少, 憑甚麼會冒出這樣的一個概念呢?那麼也就是當年,當然我們也不知道它當時是怎麼想的,但他就是有這麼一個概念出來。 那麼我們認識他這個人也不多,所以說我們不知道他最初是怎麼想到現在這件事。 那麼現在我們知道是對了。特別是當年沒有甚麼微觀的概念情況下. 然後那麼,絕對溫標 絕對溫標,當然這個你當然現在我知道 中學可能講了絕對溫標怎麼來的, kelvin溫標是吧kelvin溫標。 然後kelvin溫標,最早關於絕對溫標認識,來自於查理定律,我們知道氣積體積跟溫度會有關係。 二者之間是正比關係,因此有個線形關係。 那麼線形關係當然就可以倒推,那體積它隨溫度向下降了。 那麼倒推你要倒推到甚麼呢?體積為零的那個點。 體積為零的那個點就是溫度的最低點,因為體積不可能是負值。 體積不可能是負值,那麼最終就是 會達到一個盡頭,一個盡頭那麼通過這條虛線往後 倒推會推倒一個零點,那個零點就是負273k。 噢噢,負273度。 那麼那個就被定義為零K,就是Kelvin溫標。 那麼這就是早年物理學家跟化學家如何得到的這個絕對溫標值。 就是倒推出來,這個倒不是什麼難事。 倒推出來,當然我知道這個在物理學上有一個定義是指絕對溫度不可實現。 就是你不可能達到絕對零K的這個點,這個點是唯一被物理學原理。 當然我知道去年大概是有個噱頭吧 有個就是有篇文章有個新聞吧,有人實現這個絕對零度。 一看這個題目我們都覺得很震撼,物理學又顛覆了,天啊 天啊物理學又顛覆了,那結果進去一看被騙了。 他只是說他比以前更接近一些這個溫度,大概可以達到十的負幾次方的K 那也不是絕對零度,那仍然不是零。 零點零零幾那不是零,所以說仍然在絕對零K之上。 那麼所以有時候,科技界也有編虛的,這個有時候很唬人他就騙你點計 他騙點計率,這個這個你要一說甚麼甚麼定律不存在了所以大家都會去點。 當然點了進去之後發現被騙了,但是這種是很駭人, 這個這個完了我們當然知道1848年Lord Kelvin,Kelvin的另外一個名字叫做William Thomson。 叫Thomson,那麼提出絕對溫標,並以負273.15。 做為絕對零度,零K.由此而來
