白木天指了指桌上的書說:“翻到175頁。”
吳穹按照白木天所說,規規矩矩把書翻開。
“念。”白木天說。<oe,簡稱摩,符號為o,是物質的量的單位,是國際單位制7個基本單位之一。每1摩爾任何物質含有阿伏加德羅常量,約6.02乘以10的23次方個微粒。
注:6.02x1023)
“人們常說的一打是指12個,‘摩爾’和‘打’一樣只是一種特殊的單位量。0.012千克碳12所包含的原子個數就是1摩爾。”<o)
唸完一遍,吳穹眼中只有空白一片。從中考化學到高考化學,吳穹最怕做的就是計算題。可以說,他中學六年基本沒有配平過方程式。
白木天右手食指有節律地點著座椅扶手,似是在給某種節奏打拍子。“我問過院長為什麼要錄取你,院長說你腦子裡有且只有一張白紙。沒有其他學術觀點干擾,像你這樣的學生最好教。”
“把書合上吧。”白木天說。
吳穹知道他又被白木天嫌棄了,可吳穹不是個輕易低頭的人。他堅持說:“我再讀幾遍就懂了。”
“你再讀一百遍也不會懂。”白木天說,“問題不在你,問題在寫書的人。這書寫得太晦澀,我跟你講點你能聽懂的東西。所以,先把書合上,然後把你剛才讀過的東西全部忘記掉。”
吳穹依言合上書,至於忘記剛才讀過的東西嘛……吳穹根本就沒記住剛才讀了些什麼天書。
白木天毫不避諱地說:“昨天我點了一紮啤酒,而你點了一打啤酒。一紮是一玻璃杯,一打是十二玻璃杯。在酒吧,‘扎’和‘打’都是單位,而且是常用單位。
“說得再直白一些,無論我酒量如何,我一次至少得買一紮,因為一玻璃杯是老闆賣啤酒的最小單位。哪怕我喝不完一杯啤酒,我一次也要買一杯,這是酒吧的規矩,作為顧客我必須遵照酒吧的規矩消費。”
吳穹善意地笑笑,善意地笑笑……他為了把笑容撐得自然一點,眉毛都快擰成麻花了!
白木天這種敢作敢當的精神也太恐怖了吧,其他人做出昨天那些醜事怕是羞愧得一輩子都不敢提,白木天怎麼還拿來當教學案例使用?
“聽懂了?”白木天問吳穹。
“嗯嗯嗯!”連這種例子都聽不懂的話,吳穹真的可以當場自裁了。
白木天滿地地點點頭,然後說:“你修道已經有小半年時間,道家講究道法自然。道者,規律也。酒吧有酒吧的規矩,化學反應也有化學反應的規矩。
“水分子中,一個氧原子只會與兩個氫原子結合,而且必須與兩個氫原子結合。它們之間結合的比例是固定的一比二。
“如果你想用氧氣和氫氣結合的方法生成水,你就必須準備一份氧氣和兩份氫氣。那麼現在問題來了,所謂的一份兩份中的份,到底是指一公斤兩公斤?還是指一毫升兩毫升?或者其他什麼單位?”
吳穹想了一下,弱弱地說:“應該是一個兩個的個,是數個數。”
“不錯。”白木天對吳穹的答案很滿意,“是一個氧分子和兩個氫分子,或者一個氧原子和兩個氫原子也行。但現實情況是,人是一種宏觀生物,我們無法用手指頭從空氣中捏出其中任何一個氧分子。
“我們伸手一抓,會抓到數不清的氧分子、氮分子、二氧化碳分子等等,我們無法將他們一個個孤立開。所以透過數個數的方法控制數量的多少,理論上說得通,實際操作起來不可行。”
“那怎麼辦?”吳穹問。
“硬數。”白木天說,“從已有的國際單位中找出一個變數可控的單位,然後一個一個數,看單位單位內,具體有多少個分子。”
“你……”吳穹琢磨琢磨問,“能說人話嗎?”
“可以。”白木天說,“簡單點說,我們做不到只讓一個氧分子和一個氫分子發生反應,但是我們可以讓一袋氧氣和一袋氫氣發生反應,而且我們可以控制這兩個袋子的容量。
“國際單位總共有7個,分別是長度、質量、時間、電流、溫度、數量、還有光強。數量是我們要求解的未知數,排除。時間、電流、溫度、光強與袋子的容量無關,排除。
“7個國際單位質中還剩最後兩個能用,一個是體積,一個是質量。如果是你,你會將哪一個設為已知條件?”
吳穹的第一反應是這道題是看似送分題,實則陷阱題。細細一想確實是個陷阱。乍一看,一袋氧氣和一袋氫氣,兩個都是氣體,回答問題的人很容易就會將體積設為已知量,因為生活常識告訴我們氣體稱不出重量。
“我會選質量。”吳穹說,“氣體的體積會隨溫度和壓強的變化而變化,在這裡不能作為控制變數使用。”
“思路不錯。”白木天說,“那麼新的問題又來了,氧分子的質量比氫分子重,一份氧氣就會比一份氫氣重。在相同個數的情況下,一份氧氣具體會比一份氫氣重多少呢?”
“不知道。”吳穹如實答道。
“不僅你不知道。”白木天說,“很多科學家為這個問題爭論了上百年,直到1971年10月,摩爾才被正式列為第7個國際單位,在此之前根本沒人能回答這個問題。
“想要回答這個問題,就必須搞明白物體的質量是哪裡來的。構成物體的最小單位是原子,原子由原子核和電子組成。電子幾乎沒有質量,原子的質量都集中在原子核。原子核由質子和中子組成,這兩種東西的質量差不多。
“經過41個國家的集體討論後,科學家硬數了0.012千克的碳12單質中具體有多少個碳12原子。數出來的結果是6.0x1023個。”
“硬數?”吳穹聽得頭皮發麻,“這是怎麼做到的?”
“當然不是用手指頭一個一個數的。”白木天說,“科學家是用光學和電學儀器進行測量的。具體的計數方法你不必深究,你只要知道這個數字的意義就可以了。”
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