< Return to Video

爲何水油不相溶？- John Pollard

  • 0:07 - 0:10
    為什麼鹽會溶於水，但是油卻沒辦法？
  • 0:10 - 0:12
    簡單來說，「化學」，
  • 0:12 - 0:14
    但是這個答案並不能滿足你，是吧？
  • 0:14 - 0:17
    基本上，鹽會溶化但是油不會，
  • 0:17 - 0:19
    跟世間萬物發生的
  • 0:19 - 0:21
    兩大理由一樣：
  • 0:21 - 0:22
    力能學
  • 0:22 - 0:23
    和熵（失序现象）。
  • 0:23 - 0:25
    力能學主要是説
  • 0:25 - 0:28
    物體之間相互的吸引力。
  • 0:28 - 0:31
    當我們看著在水中的鹽或是油，
  • 0:31 - 0:34
    我們要在一個
    非常非常非常微小的比例裡
  • 0:34 - 0:37
    在分子的程度下，
  • 0:37 - 0:38
    注意粒子之間互相的作用力。
  • 0:38 - 0:40
    讓你瞭解這個規模到底有多大，
  • 0:40 - 0:42
    一杯水所含有的
  • 0:42 - 0:43
    分子數量遠多於
  • 0:43 - 0:46
    星空中我們所知道的星星。
  • 0:46 - 0:49
    現在，這些分子全部都持續的在運動，
  • 0:49 - 0:52
    移動，震動，還有旋轉。
  • 0:52 - 0:55
    靠著所有分子之間相互的吸引力，
  • 0:55 - 0:57
    才能避免這些分子
  • 0:57 - 1:00
    從杯子裡面飛走。
  • 1:00 - 1:01
    在水本身
  • 1:01 - 1:04
    以及與其他物質之間相互作用的力量，
  • 1:04 - 1:08
    就是我們所稱的力能學。
  • 1:08 - 1:10
    你可以想像水分子之間，
  • 1:10 - 1:11
    一起持續的跳舞，
  • 1:11 - 1:13
    像是在跳方塊舞一樣，
  • 1:13 - 1:17
    他們持續並隨機的交換舞伴。
  • 1:17 - 1:19
    簡單來說，物質與水
  • 1:19 - 1:21
    交互作用的能力，
  • 1:21 - 1:22
    與物質如何破壞
  • 1:22 - 1:25
    水本身如何交互作用達到平衡
  • 1:25 - 1:27
    在解釋為何有些東西會溶於水，
  • 1:27 - 1:30
    而有些卻無法溶於水的原理中，
  • 1:30 - 1:32
    起到了重要的作用。
  • 1:32 - 1:34
    失序現象基本上概括了
  • 1:34 - 1:37
    物體跟能量可以依照
  • 1:37 - 1:39
    隨機的運動被組合。
  • 1:39 - 1:41
    拿一間房間裡的空氣做例子。
  • 1:41 - 1:44
    在一個有上兆個粒子的空間裡，
  • 1:44 - 1:47
    想像所有不同的可能組合排列，
  • 1:47 - 1:48
    這些組成了空氣。
  • 1:48 - 1:49
    有些的排列，
  • 1:49 - 1:52
    可能氧分子全放在了這裡，
  • 1:52 - 1:55
    然後全部的氮分子放在那裡，
  • 1:55 - 1:56
    全分開的。
  • 1:56 - 1:58
    但是更有可能出現的組合是，
  • 1:58 - 2:01
    把這些分子都混合在一起。
  • 2:01 - 2:03
    所以失序現象熱衷於混合組合。
  • 2:03 - 2:06
    力能學講的是吸引力。
  • 2:06 - 2:08
    所以，如果有吸引力的話
  • 2:08 - 2:10
    有一些組合方式
  • 2:10 - 2:12
    組成機率就會提高，
  • 2:12 - 2:14
    因爲他們都相互吸引。
  • 2:14 - 2:16
    所以説總是由這兩個現象（力能學、失序現象）
  • 2:16 - 2:19
    決定了會發生什麽。
  • 2:19 - 2:20
    在分子的層面上，
  • 2:20 - 2:23
    水是由水分子組成的，
  • 2:23 - 2:26
    由兩個氫原子和一個氧原子組成
  • 2:26 - 2:28
    水在液體狀態下，分子會
  • 2:28 - 2:31
    持續的，隨機的跳“方塊舞”，
  • 2:31 - 2:34
    這個被叫做『氫鍵作用』。
  • 2:34 - 2:36
    失序現象這個『DJ』熱衷於
  • 2:36 - 2:38
    持續地開這場方塊舞舞會。
  • 2:38 - 2:39
    因爲水分子類似
  • 2:39 - 2:41
    方塊舞舞會的分子組合方式
  • 2:41 - 2:42
    會要比
  • 2:42 - 2:45
    排舞組合方式
  • 2:45 - 2:45
    組合可能性要多。
  • 2:45 - 2:48
    所以，水分子們一直持續
    開這個方塊舞舞會。
  • 2:48 - 2:51
    那麽，如果你把鹽放入水裏會怎麽樣？
  • 2:51 - 2:53
    在分子的層面上來説，
  • 2:53 - 2:56
    鹽是由兩個不同的離子——
  • 2:56 - 2:58
    氯和鈉,
  • 2:58 - 3:00
    組成的一個類似墻磚似的組成。
  • 3:00 - 3:02
    他們也成群結隊的
  • 3:02 - 3:03
    參加了舞會
  • 3:03 - 3:05
    剛開始祇是坐在一旁，
  • 3:05 - 3:07
    不好意思，也不願意與小伙伴們分開
  • 3:07 - 3:10
    以獨立自主的『離子』身份去參加舞會。
  • 3:10 - 3:12
    但是慢慢的，那些不好意思的鹽們，
  • 3:12 - 3:15
    祇想有人可以邀請他們一起去跳舞。
  • 3:15 - 3:18
    所以，當一個水分子
    隨意的觸碰到了他們，
  • 3:18 - 3:21
    然後把他們從小伙伴身邊拉開，
    拉去跳舞的時候，
  • 3:21 - 3:22
    他們就跟著水走了。
  • 3:22 - 3:23
    祇要他們跟著去一起跳舞，
  • 3:23 - 3:25
    他們就再也不會回去。
  • 3:25 - 3:27
    實際上，這些新來的鹽離子們，
  • 3:27 - 3:29
    爲方塊舞增加了
  • 3:29 - 3:31
    更多的空間
  • 3:31 - 3:34
    所以鹽離子們來跳方塊舞是受到歡迎的。
  • 3:35 - 3:37
    現在，咱們再來説説油。
  • 3:37 - 3:40
    對油來説他們的分子是想
  • 3:40 - 3:41
    和水一起跳舞的，
  • 3:41 - 3:43
    所以分子想要分散著去參加舞會。
  • 3:43 - 3:45
    但問題是油分子
  • 3:45 - 3:47
    穿著大禮服
  • 3:47 - 3:50
    而且身材還比水分子大好多。
  • 3:50 - 3:52
    所以當油分子參加舞會的時候，
  • 3:52 - 3:55
    他們的體積破壞了整個舞會
  • 3:55 - 3:57
    以及水分子們參加的
  • 3:57 - 3:59
    整臺舞會非常重要的
  • 3:59 - 4:00
    『隨機換舞伴』活動，
  • 4:00 - 4:03
    再加上，油分子們跳的也不好
  • 4:03 - 4:05
    水分子們試圖讓
  • 4:05 - 4:06
    油分子們參加舞會
  • 4:06 - 4:09
    但是他們總是會被
    油分子的禮服裙撞倒，
  • 4:09 - 4:12
    然後霸占整個舞會。
  • 4:12 - 4:14
    如果油分子們離開舞會
  • 4:14 - 4:16
    水分子們能跳的更好，
  • 4:16 - 4:18
    所以水分子們就把油分子們趕出了舞會
  • 4:18 - 4:21
    將油分子和他的伙伴們趕到臺下
  • 4:21 - 4:23
    過了一會，一大堆油分子
  • 4:23 - 4:25
    就被趕了下去
  • 4:25 - 4:27
    他們搭伴在一起抗議
  • 4:27 - 4:29
    水分子們是多麽的不公平
  • 4:29 - 4:31
    水分子們是多麽的不公平
  • 4:31 - 4:33
    就是這種分子之間
  • 4:33 - 4:35
    互相作用的組合
  • 4:35 - 4:37
    以及他們在移動時
  • 4:37 - 4:39
    自己的構造
  • 4:39 - 4:41
    決定了他們相溶或不相溶。
  • 4:41 - 4:44
    換句話來講，水和油之間的不相溶
  • 4:44 - 4:47
    就是他們不是互相的好舞伴！
Title:
爲何水油不相溶？- John Pollard
Description:

View full lesson: http://ed.ted.com/lessons/why-don-t-oil-and-water-mix-john-pollard

鹽溶於水；油卻不會。為什麼？你可以想像那杯水是一場大型碰撞舞會，在裡面水分子總是在換舞伴——而且它們寧願與鹽離子跳舞。波拉德（John Pollard）解釋兩大化學原理，即力能學及熵學，如何掌控整場舞會。

授課：John Pollard
動畫：Andrew Foerster
more » « less
Video Language:
English
Team:
closed TED
Project:
TED-Ed
Duration:
05:03

Chinese, Traditional subtitles

Revisions Compare revisions

Our website uses cookies for analysis purposes.