一莫耳有多大？（不是動物，也不是另外那一個。）- Daniel Dulek

觀看完整的課程：http://ed.ted.com/lessons/daniel-dulek-how-big-is-a-mole-not-the-animal-the-other-one

「mole」這個字會讓許多人想到小小的，毛絨絨的穴居動物。但在這個課程裡，我們要討論的是化學裡的 mole。來學習莫耳這不可思議的量──以及如何用這麼大的數字來計算宇宙中那極小的粒子。

課程：Daniel Dulek；動畫製作：Augenblick Studios

OK，今天我們來談一下 MOLE
（一字多義：莫耳、鼴鼠、痣）

我知道你在想什麼：「我知道什麼是鼴鼠，

牠是一種在地下挖洞，摧毀花園的小毛絨絨生物。」

有些人也許會認為是在阿姨臉上，並帶有幾根細毛的痣。

但今天所講的莫耳，
是化學中的一個概念，用來計算分子、

原子、或是任何極小物質的數量。

你曾經想過這個宇宙到底有多少的原子嗎？

或是你的身體裡？或是在一粒沙子裡？

科學家想解開這個問題，

但是你要如何計算小到像原子的東西？

在 1811 年，有個人突發奇想，認為
如果你有相同體積

的氣體，在相同的溫度及壓力下，

它們應該會有相同的分子數量。

他的名字是 Lorenzo Romano Amedeo Carlo Avogadro
（亞佛加厥）。

我懷疑他要花多久時間簽名。

不幸的是，大部份的科學家不接受這個想法，

而他也沒有方法可以證明他是對的。

原子和分子之間並沒有明顯的差異。

大多數的科學家認為
亞佛加厥的理論純綷是個假說，

並沒有特別去思考這件事。

但事實證明他是對的 ! 1860 年底，

亞佛加厥的想法被證明是對的，而且他的努力奠定了

原子理論的基石。不幸的是，亞佛加厥死於 1856 年。

問題是，即使是小東西上的分子總數也是

非常巨大的。舉例來說，

假使你有一個汽球，裝進任一種氣體，
在攝氏 0 度

和一大氣壓的條件下，那你會有剛剛好

602 乘 10 的 21 次方個氣體分子。

就是 6 後面帶有 23 個 0，
這麼多個分子在裡面。

或用科學記號表示為 6.02 × 10 23 個分子。

這個例子有點誤導人，

因為高動能的氣體分子會佔用較大的空間，

這讓你感覺原子比實際大小的還要大。

相對地，我們看一下水分子。

如果你倒入 18.01 公克的水到杯子裡，

就是 18.01 毫升，大約是三個半茶匙的水，

你就有 6.02 × 10 23 個水分子。

自從 Lorenzo Romano……嗯，算了。
亞佛加厥是第一位提出這個想法的人，

科學家用他的名字來命名 6.02 × 10 23 這個數字。

這就是熟知的亞佛加厥常數。

現在，回到莫耳。不是在說鼴鼠。

這個莫耳。沒錯，這個常數有另一個名字。

莫耳，化學家使用莫耳這個術語

來表示 6.02 × 10 23 這個數量。

就是大家知道的莫耳常數。

原子和分子太小了，所以化學家將它們分成一群一群，
每一群就叫做一莫耳。

莫耳對於學生是很難了解的，因為他們很難想像

1 莫耳的數量，

或是 6.02 × 10 23。

它實在大到大腦難以理解

記得剛剛說的 18.01 毫升的水嗎？

那就是 1 莫耳的水。

但是這有多少？

6.02 × 10 23 看起來像什麼？

也許這有幫助。

用甜甜圈來代替水分子。

假如你有 1 莫耳的甜甜圈，它們可以覆蓋整個地球表面

到 8 公里高，

大約是 5 英哩。

你需要很多咖啡來配。

如果你有 1 莫耳的籃球，你可以製造和地球

一樣大的星球。

如果你一出生時，你有 1 莫耳的錢，你每一秒花一百萬

直到 100 歲你死的那一天，你還有 99.99% 以上

的錢在銀行裡。

好了。現在我們大概對 1 莫耳有個概念了。

我們如何用它？

你也許會驚訝化學家使用它的方法，
就如同

你用「磅」來買葡萄，熟食肉類，或雞蛋。

當你到雜貨店時，你不會走到櫃台

要 43 片臘腸，你會買幾磅的臘腸。

當你買雞蛋時，你會買一打雞蛋。

當我們聽到「打」這個字，我們會想到數字 12。

我們也知道一雙就是 2，

麵包師父的一打是 13，

一籮是 144，一令紙……誰知道？

一令紙是 500 張。

一莫耳也是一樣的。

對化學家而言，1 莫耳就是 6.02 × 10 23，

而不是毛絨絨的動物。唯一的差別是

我們比較熟悉其他的計數單位。

現在你知道了──莫耳的故事、

亞佛加厥、籃球、還有去雜貨店怎麼買臘腸。