Question

食盐能吊起载重汽车，你信吗？食盐是由Na⁺离子和Cl^-离子构成的立方体结构的离子晶体，在每平方米的面积上，有7.95×10¹⁸个Na⁺-Cl^-的离子结合键，见图Ｃ－1.Na⁺与 Cl^-的距离a=2.81×10^-10，Na⁺和Cl^-各带的电荷量为±1.6×10^-19C.国外科学家曾经宣布他们用边长约为１cm的食盐晶体吊起一辆载满货物的卡车.试用你学过的知识分析这个事件可信吗？为什么？
２.从较暗的房间里观察到入射阳光的细光束中有悬浮在空气里的微粒，这些微粒的运动是布朗运动吗？为什么？

Answer 1

可信.
解：本题中的条件既没有给出卡车的重力，又不知道是不是可以吊起，结论也不清楚，但通过我们以前学过的力电知识，我们可以先确定一个总的解题方向，即先求边长为1cm的食盐晶体每层离子之间的相互作用力的大小，看能否超过一辆载满货物的卡车的重力，这样就可确定事件的可信度了.
一对Na⁺离子和Cl^-离子的相互作用力为
F₀₌
在每平方米的面积上Na⁺离子和Cl^-离子相互作用的合力大小为
.
作用力的方向是相互吸引.
边长为1cm，即面积为1cm²的食盐晶体每层离子之间的相互作用力的大小为
F′=F/s=N=2.3×10⁶N.
不妨设卡车的质量为10吨负荷，则其所受到的重力为G=mg=10⁵N.
F′>G.
由此可见这个事件可信.
2.解：这些微粒在空气里的运动不属布朗运动.因为这些肉眼所能看到的微粒在微观领域里是相当大的，它所受到各方面空气分子的撞击作用几乎相平衡.空气分子的撞击对于相当大的颗粒来说，可以认为是不影响它的运动状态的.这些尘埃的运动是受空气的流动和重力的作用等外部原因所引起的.
【试题分析】