如果将内部分子的所有随机运动组合在一起，则对象将移动多远和多快？

数以百万计的人看到苹果掉下来，只有牛顿问为什么。
- 伯纳德·巴鲁克

一位科学家为所有来访者撰写最喜欢的话题的最大乐趣之一就是，您会不时遇到一个对他一生中没有得到答案的问题感兴趣的人。如果您有这种感觉，可以向我发送问题，也许您会像迈克那样幸运，他问：

这个问题从小就困扰着我。如果苹果中所有分子的随机热运动都沿着相同的方向，那么苹果会移动多远？然后会发生什么？

如果您考虑大型物体的微观水平，您会怎么想？

染色的苹果细胞

未上漆的苹果细胞，

也许您可以想象到细胞水平的增加比我们在显微镜下看到的增加了数百倍。但是您可以更进一步。

每个细胞都由细胞器组成，每个细胞器都有其独特的分子构型，以赋予其结构和功能，每个分子本身由较小的粒子组成：原子，电子，原子核，甚至更小的粒子，夸克和胶子。

也许您想象着最小的物质粒子，并思考它们如何在苹果中移动。

如果这是一个苹果的精确图像，那么为了回答迈克的问题，有必要测量苹果的温度（例如，室温为298 K）以计算颗粒的质量，例如342.3 a的糖分子。并运用动力学分子理论找出分子平均运动的速度。

结果将是大约147 m / s或529 km / h。这比从苹果大炮中飞出的苹果快三倍。

如果您设法捕获了苹果中这些原子运动的所有热能，并以100％的效率将其转换为苹果的动能，那么结果将是这样。

但是有了这样的推理，有两个问题，或者说是两个原因，为什么一个这样的事情永远不会丢掉。

1）动量守恒的烦人法则。热运动是随机的，这意味着对于每个在一个方向上移动的原子或分子，都有另一个在相反方向上移动的原子或分子。当然，单个组件可以快速移动，但是平均而言，苹果的动量为零。同样，一个苹果可以由10 ^27个质子和10 ²⁷个质子组成电子，但平均而言未观察到巨大的电动势，因为其总电荷平衡且等于零。出于相同的原因，不可能采取随机的能量配置并将其转化为方向动力学，而无需进行一些补偿，并且没有等量且相反方向的脉冲沿与苹果相反的方向移动。

如果这是唯一的限制，那么他本可以被淘汰。

可以通过反弹将一小部分苹果块向一个方向发送：一小块苹果从大块中弹起，再从更大块中弹出，依此类推。

顺便说一句，这种方法对于核物理非常重要，并且可以在称为Mossbauer效应或核伽马共振的现象中起作用。它使晶体核保持静止，从而导致整个晶体的动量发生微小变化，从而导致单个粒子（光子）以巨大的能量/速度辐射。 Mossbauer的反作用可使苹果相对缓慢地飞行（147 m / s），而一小部分将以巨大的势头朝另一个方向飞行。

但是还有第二个原因导致这种情况不会发生，这非常重要。

2）这些原子不是自由的，而是结合成分子，主要结合在一起形成大的固体结构。以前，我们想象过原子会相互反弹-它很好地描述了液体-甚至更好地描述了气体和等离子体。但是我们不能对实体应用相同的方法。我们得到振动，旋转运动，但没有自由和快速的动力学。

大量的能量存储在固体的键中，但是存在的使原子振动的热能不足以破坏这些键，因此，苹果保持固态。

要打破这些联系，您需要大量的热能，除非将苹果干燥，否则无法实现，因为高于373 K的温度只会使里面的所有水沸腾。

如果我们了解苹果中没有水，糖和其他分子的独立自由分子，但是只有大结构（如细胞），我们会发现各个“随机”运动实际上要小得多。即使我们假设（这将是一个巨大的夸大）苹果被分成质量为纳克的自由移动颗粒，我们仍然发现它们的热运动非常小：速度约为每秒100微米。

换句话说，由于苹果是固体，并且苹果内部的分子是相连的，所以这种热运动不会使您获得明显的速度。即使您尝试达到这种状态，结果也将得到一个不会动的苹果。

尽管这可能不是您在等待的答案，但是考虑物理定律有助于我们研究物质的本质，并进一步了解宇宙的运行方式。向我发送您对以下文章的问题和建议。

询问伊桑93号：随机牛顿的苹果

如果将内部分子的所有随机运动组合在一起，则对象将移动多远和多快？

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