空气之故此能像棉絮一样把声音传远,是出于它是个立着的容器。

只要里面还有一点点分子,哪怕是一个大气压,它们就在疯狂地撞来撞去。声音传得远,实际上就是空气里的分子把这一连串的撞击推得更远。

要是你把空气抽干了,这声儿就断得比断玉还干脆。 真空是啥东西呢?好办说,就是空得不能再空的地方。现实中只要有一个原子在跳,那就绝对不是真空。但在科学里,我们把那些连一个原子都没有叫作“绝对真空”。

不过地球上的大气层之间,空气稀薄得离谱。

比如离地 1000 米的地方,压强就剩下标准大气压的三分之一;再往上到 3000 米,就只剩下一半了。到了平流层顶部,空气稀薄得连微波炉都转不动,只有几公斤的分子弹来弹去。

这时候要是真能抽成绝对真空,连光都懒得动,连热都得忙着逃跑。 空气到底是如何“存”住的?靠的是分子本身的“存有感”。想象一下,水银要是把瓶子里的原子抽干了,那瓶子里连个影子都没有,那就是真空。但空气不同,它是由无数个原子组成的“物质”。当温度升高时,这些原子会跑得飞快,它们之间的间隔变大,气体就膨胀了;温度下降,原子们就缩在一起,气体就变重了。 真空的本质,实际上是物理学家们用类比法搞出来的概念。科学家发现,即便是在空气里的,原子也在不断运动。

要是把这些原子的运动状态彻底抹平,只剩下一片死寂,那才是真正的真空。气体之故此能维持压强,是出于原子还在撞。

既然有了原子,必然有间隔,故此气态一辈子不可能达到绝对零度。 说到数据,你得知道个事儿:在深海马里亚纳海沟的最深处,那里的压强接近 100 兆帕,比海平面高出五十倍。

那里的空气稀薄得像个透明的大泡泡,要是你没穿潜水服,直接进去,瓶子里的空气瞬间就会像被吸干一样消亡。在珠穆朗玛峰顶,空气稀薄到连飞起来都费劲,人要是没氧气兜,大约只能挂个壁学者。而在真空室操作的时候,宇航员务必穿着超级厚的宇航服,出于这里的空气密度低得连保护皮肤的物理定律都失效了。 有时候你会认定,为啥真空能用来储气?实际上是出于气体分子之间有空隙。就像在空的罐子里放石子,石子之间能有空位。把气体分子挤在空间里,它们就想往外跑。

要是抽走分子,罐子里就只剩下一片死水。水银泵就是利用这个原理在抽水,它把空气里的分子一个个吸出来,让罐子里只剩下一片真空真空并不是确实“啥都没有”,而是指“气体原子越少”的状态。

要是罐子里连一个气体分子都没有,那就不是真空,那是绝对空无一物。

不过在地球大气层里,要想把空气抽干,难度堪比把大象从冰箱里提出来,并且还得保持罐子绝对密封。 真空在自然界里是一个常见的状态。当月球上狂风大作时,那里的空气稀薄得像水蒸气一样。1959 年,当地球轨道上的探测器路过时,发现那里的气压连海平面上的十分之一都不到。

这种现象叫作“极小气压”。NASA 的哈勃望远镜在拍摄的时候,务必把仪器装在真空罩里,出于地球大气层忒厚了,光碰到它都得被弹开。 真空的原理实际上就藏在那种“空隙”里。气体之故此能存住,是出于原子有间隔;要是抽干原子,这空隙就没了。

故此真空的状态,就是原子暂停运动、间隔消亡的状态。在实验室里,我们要制备超高真空,就是把罐子里的空气抽到近乎彻底的空无状态。

这时候温度越低,压强越小,分子就越难跑出来。 有时候你会问,真空和空气到底有啥区别?区别只在于有没有分子。空气里有分子,故此能传声、能传热;一旦把分子抽走,传声就断了,传热也就停了。就像把一根筷子扔进水里,它能浮起来,是出于水分子的推力;要是把这罐水里的分子都抽干了,筷子早就沉底了。 现代工业里,真空技术用的可多。真空锅在烹饪时,能煮出比常压更浓的汤底;半导体工厂要在真空室里切割晶体管,不然会氧化损坏;真空镀膜能让金属表面镀出更厚的保护层。就连我们在做实验时,要是环境不够真空,空气中的灰尘和微粒会像雨点一样扑向你的样品,污染整个实验。 总而言之,真空不是不存有空气,而是把气体分子全体抽走,剩下一个庞大的、空荡荡的空间。

只要那里还有一点点气体,它就叫气态;抽干了,剩下的才是真空