Question

食鹽能吊起載重汽車，你信嗎？食鹽是由Na⁺離子和Cl^-離子構(gòu)成的立方體結(jié)構(gòu)的離子晶體，在每平方米的面積上，有7.95×10¹⁸個(gè)Na⁺-Cl^-的離子結(jié)合鍵，見圖Ｃ－1.Na⁺與 Cl^-的距離a=2.81×10^-10，Na⁺和Cl^-各帶的電荷量為±1.6×10^-19C.國(guó)外科學(xué)家曾經(jīng)宣布他們用邊長(zhǎng)約為１cm的食鹽晶體吊起一輛載滿貨物的卡車.試用你學(xué)過的知識(shí)分析這個(gè)事件可信嗎？為什么？
２.從較暗的房間里觀察到入射陽光的細(xì)光束中有懸浮在空氣里的微粒，這些微粒的運(yùn)動(dòng)是布朗運(yùn)動(dòng)嗎？為什么？

Answer 1

可信.
解：本題中的條件既沒有給出卡車的重力，又不知道是不是可以吊起，結(jié)論也不清楚，但通過我們以前學(xué)過的力電知識(shí)，我們可以先確定一個(gè)總的解題方向，即先求邊長(zhǎng)為1cm的食鹽晶體每層離子之間的相互作用力的大小，看能否超過一輛載滿貨物的卡車的重力，這樣就可確定事件的可信度了.
一對(duì)Na⁺離子和Cl^-離子的相互作用力為
F₀₌
在每平方米的面積上Na⁺離子和Cl^-離子相互作用的合力大小為
.
作用力的方向是相互吸引.
邊長(zhǎng)為1cm，即面積為1cm²的食鹽晶體每層離子之間的相互作用力的大小為
F′=F/s=N=2.3×10⁶N.
不妨設(shè)卡車的質(zhì)量為10噸負(fù)荷，則其所受到的重力為G=mg=10⁵N.
F′>G.
由此可見這個(gè)事件可信.
2.解：這些微粒在空氣里的運(yùn)動(dòng)不屬布朗運(yùn)動(dòng).因?yàn)檫@些肉眼所能看到的微粒在微觀領(lǐng)域里是相當(dāng)大的，它所受到各方面空氣分子的撞擊作用幾乎相平衡.空氣分子的撞擊對(duì)于相當(dāng)大的顆粒來說，可以認(rèn)為是不影響它的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的.這些塵埃的運(yùn)動(dòng)是受空氣的流動(dòng)和重力的作用等外部原因所引起的.
【試題分析】