第三位小数赢了

2016-11-28 11:50
发明与创新·少儿天地 2016年11期
关键词:氮气玻璃球氧气

氩气是一种非常古怪的气体,懒惰且孤独,几乎不与任何元素发生化学反应。它的发现,震惊了当时的科学界,而发现者是英国物理学家瑞利。

瑞利每天的工作就是用一架特别精确的天平测量气体的密度,测量气体密度有4个步骤:1.称一下大玻璃球;2.将气体充入这个玻璃球中,再称一下;3.将两次称量结果相减,得出气体的质量;4.最后用气体的质量除以大玻璃球的容积。这种枯燥的工作,瑞利做了很多年都不觉得厌烦。

一次,他让空气通过烧得通红的装满铜屑的管子,氧气与铜化合,生成氧化铜。由于空气基本是由氧气和氮气组成的,所以管子里剩下的气体就是氮气。他测量氮气的密度,结果是1.2572克/升,即每升氮气重1.2572克。

而他之前从氨气中分解得到的氮气每升重量为1.2508克,比从空气中分离出来的氮气轻了0.0064克。

奇怪!两个结果居然不一样,是不是实验出了差错?他又做了好几次实验,结果还是一样。

在一般人看来,0.0064克的差别实在太小了,都在小数点后面第三位了,干脆忽略算了。可是瑞利不这么想,他是个很较真的人。

他又埋头做了两年实验,得出的实验结果还是一样:从含氮的物质中分解得到的氮气比从空气中分离出来的氮气轻。

这到底是怎么回事呢?瑞利的朋友拉姆赛和他合作研究这个问题。

实际上,氮气刚刚被发现时,人们叫它“浊气”。18世纪末,英国化学家开文迪许做了大量关于空气的实验,发现空气中的浊气不是单一的物质,还混有一种不与氧气化合的浊气,但他没有对这种浊气进行更深入的研究。

瑞利和拉姆赛把这种浊气装在气体放电管中,通上高压电后,浊气闪闪发光。用分光镜检查,发现光谱中有橙色和绿色的谱线,这是已知的元素所没有的谱线,表明这种浊气是一种新的气体。

接下来,他们又做了许多实验,发现这种新气体不与任何物质发生化学反应。根据新气体的这个性质,科学家给它取名为氩气。

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