Even before the cuckoo clock could do its job, Alice was awakened by what
sounded like water pounding on the roof. Rubbing sleep from her eyes, she
ran to the window, only to find the flowers in the planter boxes overflowing
with rainwater. She was tempted to go back to bed and curl up to sleep, but
how could she let a day pass without her scientific explorations? She hurriedly
left for the laboratory, braving the rain to get to there on time (Fig. 6.1).
Fig. 6.1 Alice walking in the rain.
Although she had experienced
almost everything that
could be seen in the vapor
and solid phases, Alice was
not ready to explore the
liquid phase. She recalled
Professor Holmes’ first lecture
about the importance
of water to life, and how
interesting liquid water was,
how interesting its properties,
some of which she did
not fully understand.
Knowing full well that
what she had seen and learned
so far was only the tip of
the iceberg, her spirits were
79
Alice's Adventures in Water-land Downloaded from www.worldscientific.com
by SRINAKHARINWIROT UNIVERSITY on 03/02/13. For personal use only.
80 Alice’s Adventures inWater-Land
Fig. 6.2 A rainbow.
buoyed by the thought that
she was going to learn and
explore more, as each of her
sojourns provided her with a
wellspring of information.
On the way to the laboratory,
she was mesmerized
by a beautiful rainbow
that seemed to crown the
cornfields, its spectacular arc
matching and blending with
the silhouette of the hills. As
she looked closer, she realized
that there was not one,
but two rainbows! One had very strong colors, while the other was faint and
diffused. The colors in the second rainbow were a mirror image of the first
rainbow. She wondered whether this phenomenon had anything to do with
water. She added this question to an increasingly long mental list of questions
she planned to ask the professor (Fig. 6.2).
Alice arrived soaked to the skin, but this did not deter her from being her
usual cheerful self. She could not help but look at the portrait of the young
girl in the foyer. By then, Alice had gotten used to greeting her silently — even
before she greeted the Professor.
“Hello Professor Holmes,” Alice said brightly.
The Professor could not hide his amusement seeing Alice all drenched and
disheveled. He greeted Alice with his vintage impish smile.
“Good morning Alice! You are one determined young lady. Rain or shine,
you’re always raring to go!”
Alice’s cheeks turn scarlet at the Professor’s comment.
Sensing her embarrassment, the Professor turned serious and said, “Your
timing is perfect because we are moving on to the next stage of our exploration:
the liquid phase.”
Alice's Adventures in Water-land Downloaded from www.worldscientific.com
by SRINAKHARINWIROT UNIVERSITY on 03/02/13. For personal use only.
Alice’s Visit to the Liquid Phase 81
“I could not let the day pass regardless of the bad weather. I know there’s
so much more to learn and explore. I am eager to see the liquid phase from the
inside,” Alice said imploringly.”
“I believe it is not going to be that simple,” replied the professor. “If you
think going into the vapor phase was a breeze, that is because it is relatively
simple since most of the time the molecules were single and detached. In the
scientist’s parlance, we say that the molecules in the vapor phase are independent
of one another, and although at times there are collisions, these moments
of interactions are very rare. Therefore, one can study, as you have done, the
single water molecule without bothering about the other molecules.”
“The other extreme case, which is the solid phase, is also relatively simple.
In this case, the molecules do interact with each other, and therefore we say
that they are not independent. As you have noticed, each molecule is almost
permanently bound to four other molecules in its neighborhood, but because
of the regularity of the structure of the solid it is relatively easy to record the
structure and to understand its behavior.”
“I should also add that scientists of the 19th century have succeeded
in understanding the macroscopic properties of gases from the microscopic
properties of the molecules comprising that specific gas. This was a great
achievement of the molecular theory of matter. Later, by the early 20th century
when techniques were developed to “see” the structure of solids, the theory of
the solid state had also fully ripened. However, the theory of the liquid state,
even for simple liquids such as argon, has lagged behind.”
“The liquid phase is notoriously difficult to fathom and describe. Even
simple liquids consisting of inert gas atoms such as neon or argon pose serious
theoretical challenges. This is a fortiori true for liquid water, which is a very
complicated liquid. We shall explore this difficult, yet very fascinating phase
in the next few sessions. Are you ready to dive into the microscopic world of
liquid water?”
Teetering on the flat edge of the rocky cliff, Alice balanced herself and tried
to concentrate on the deep blue water awaiting her when she made her dive.
The water looked treacherous but her adrenalin was pumping so fast she could
Alice's Adventures in Water-land Downloaded from www.worldscientific.com
by SRINAKHARINWIROT UNIVERSITY on 03/02/13. For personal use only.
82 Alice’s Adventures inWater-Land
hardly wait to plunge into the waves. With one deep breath she dove from the
cliff as her heart thumped against her chest. She felt the cool wind in her hair.
She was just inches from the water surface when… (Fig. 6.3).
“Alice, are you with me? Your mind seems to have wandered elsewhere,”
the professor said with a chuckle. “I have asked you a question but you did
not seem to hear.”
“I am so sorry,” Alice replied with crimson cheeks hot with embarrassment.
“I heard your question, but I was imagining myself diving off a cliff into the
deep blue sea… The thought of diving into liquid water conjured up some
beautiful images of what lies beneath.”
“I understand,” the Professor said. “Exploring something new can be a
beautiful experience indeed. The newness probably makes it a little scary and
picturing pleasant experiences might ease the fear that goes with trying something
out of the ordinary. But as I was saying—before you took the plunge—
I strongly suggest that you go and ‘recharge your batteries’ in the IQ machine.
That will enhance your ability to comprehend the liquid phase.”
All of Alice’s doubts evaporated upon hearing the Professor’s reassurances.
Fig. 6.3 Alice dreaming of diving into the blue water.
“Take a deep breath
before you dive into the liquid
water. Watch carefully
and if you find something
strange or something interesting,
make a note, and we
shall discuss it later,” the
Professor added.
Alice was so anxious to
start her expedition that she
hardly allowed the Professor
to finish his sentence.
She agreed to the professor’s
suggestion to get a
brain boost in IQ machine
Alice's Adventures in Water-land Downloaded from www.worldscientific.com
by SRINAKHARINWIROT UNIVERSITY on 03/02/13. For personal use only.
Alice’s Visit to the Liquid Phase 83
first. This trip was not going to be as easy as the previous excursions in the
vapor and the solid phase.
As before, she did not feel herself getting any ‘cleverer.’ But she trusted
Professor Holmes and she was confident that he knew exactly what he was
doing—and subjecting her to. After her brain boost, she immediately got into
the shrinking machine and got herself ready to ‘plunge’ into the liquid phase. As
in her previous forays into the unknown, she kept her eyes shut for a moment,
afraid that she might see something she was not prepared for. But each time
she had opened her eyes, what greeted her was a delightful new experience.
This time Alice saw a sort of mixture of the vapor and the solid phase. The
molecules were not at fixed lattice points as they were in the solid phase, but
were highly motile as in the vapor phase. She noticed, however, that the density
of the molecules was much higher, and the collisions between the molecules
were more frequent. Sometimes aggregates of two, three or four molecules
formed and stayed together briefly, only to separate from each other and then
travel in different directions, forming new aggregates with other molecules.
This process of flickering aggregation went on and on with no sign that any
permanent structure would settle (Fig. 6.4).
Fig. 6.4 ALice in the liquid phase.
Alice’s first impression
was that of a complete disorder
— no regularity and
no structure — which persisted
for a long duration.
So chaotic was it that she
did not even know how to
describe it. She could not
continue to wander in this
total balagan, a word she
frequently heard the professor
uttering when situations
got messy.
Alice's Adventures in Water-land Downloaded from www.worldscientific.com
by SRINAKHARINWIROT UNIVERSITY on 03/02/13. For personal use only.
84 Alice’s Adventures inWater-Land
Iguacu Falls.
She decided to check systematically how this disorder came about from
either the vapor phase or from the solid phase. Perhaps that would provide her
with some clues about how to understand this highly confusing system. At that
moment she felt that she had benefitted from the effects of the IQ machine. She
knew that if she had not used the machine, she would not even dare to undertake
the task of studying this extremely complicated, nearly chaotic system.
She remembered the point Z that was marked on the phase map of water.
That was the point were the vapor coexisted with liquid. To the ‘east’ of
point Z, she knew there was only one vapor phase, so she turned both the
T and the P dials and navigated herself to point Z. Slightly beyond that to the
east, she saw the familiar landscape of the vapor phase, where the molecules
flew at random with occasional collisions.
Turning the T dial counter-clockwise, towards low temperatures, she saw
that clusters of
ก่อนที่นาฬิกา cuckoo ไม่งานของ อลิซได้ตื่นตัวด้วยแต่เพียงแห่งเช่นน้ำห้ำบนดาดฟ้า ถูปจากตาของเธอ เธอวิ่งไปหน้าต่าง จะพบดอกไม้ในกล่องกระถางต้นไม้ที่เทียบกับมีแบบสายฝน เธออยากกลับไปนอน และขดนอน แต่วิธีใดเธอจึงสามารถให้วันผ่าน โดยไม่มีการสำรวจทางวิทยาศาสตร์ของเธอ เธอรีบซ้ายสำหรับห้องปฏิบัติการ braving ฝนไปมีเวลา (Fig. 6.1)อลิ fig. 6.1 เดินในสายฝนแม้ว่าเธอมีประสบการณ์เกือบทุกอย่างที่สามารถเห็นได้ในไอน้ำและเฟสของแข็ง อลิซไม่พร้อมให้บริการเฟสของเหลว เธอยกเลิกบรรยายแรกศาสตราจารย์โฮลมส์'เกี่ยวกับความสำคัญน้ำเพื่อชีวิต และมีน้ำเหลวที่น่าสนใจวิธีน่าสนใจคุณสมบัติซึ่งเธอไม่ได้ไม่เข้าใจรู้ดีที่ที่เธอได้เห็น และเรียนรู้จนเป็นเพียงคำแนะนำของภูเขาน้ำแข็ง วิญญาณของเธอได้79ของอลิซผจญภัยในน้ำดินดาวน์โหลดจาก www.worldscientific.comโดยมหาวิทยาลัยบน 03/02/13 สำหรับใช้ส่วนบุคคลเท่านั้น80 ของอลิซผจญภัย inWater แลนด์เรนโบว์ fig. 6.2 Abuoyed โดยความคิดที่เธอได้ไปเรียนรู้ และสำรวจมากขึ้น เป็นของเธอsojourns ให้เธอด้วยการwellspring ของข้อมูลทางไปยังห้องปฏิบัติการเธอ mesmerizedโดยรุ้งสวยงามที่ดูเหมือนมงกุฎcornfields ส่วนโค้งสวยงามจับคู่และผสมกับรูปเงาดำของภูเขา เป็นเธอมองใกล้ชิด เธอรู้ที่ยังไม่มีหนึ่งแต่โบว์สอง หนึ่งมีสีแรงมาก ในขณะที่อีกคนหน้ามืดตามัว และอายุ เรนโบว์สองสีจะได้ภาพกลับครั้งแรกเรนโบว์ เธอสงสัยว่า ปรากฏการณ์นี้ว่า มีอะไรที่จะทำด้วยน้ำ เธอเพิ่มคำถามนี้ในรายการจิตมากจึงถามเธอวางแผนจะขอให้อาจารย์ (Fig. 6.2)อลิซรับ soaked ผิว แต่นี้ไม่ได้ไม่เป็นอุปสรรคของเธอจากเธอปกติร่าเริงด้วยตนเอง เธอไม่สามารถช่วยแต่ดูภาพของหนุ่มสาวสาวในเคาน์เตอร์รับการ นั้น อลิซได้รับใช้ในการทักทายเธออยู่เบื้องหลังซึ่งแม้ก่อนที่เธอรับการต้อนรับอาจารย์"สวัสดีโฮลมส์ศาสตราจารย์ อลิซว่า สดใสอาจารย์สามารถซ่อนสนุกเขาเห็นอลิขาวทั้งหมด และdisheveled เขาประทับใจอลิกับยิ้ม impish วินเทจ"สวัสดีอลิ คุณเป็นหญิงสาวกำหนดหนึ่ง Rain shine หรือคุณเสมอ raring ไป"แก้มของอลิเปิดสีแดงที่ข้อคิดเห็นของอาจารย์ตรวจความลำบากใจของเธอ อาจารย์เปิดรุนแรง และกล่าว ว่า "ของคุณช่วงเวลาเหมาะ เพราะเรากำลังจะย้ายไปยังระยะถัดไปของเรา:ของเหลวเฟส"ของอลิซผจญภัยในน้ำดินดาวน์โหลดจาก www.worldscientific.comโดยมหาวิทยาลัยบน 03/02/13 สำหรับใช้ส่วนบุคคลเท่านั้นเข้าชมอลิ 81 เฟสของเหลว"ฉันอาจไม่ปล่อยให้วันผ่านไม่ว่าสภาพอากาศไม่ดี ฉันรู้ว่า มีมากขึ้นในการเรียนรู้ และสำรวจ ผมอยากดูเฟสของเหลวจากการภายใน อลิซกล่าว imploringly""ผมเชื่อว่า ไม่ได้ไปเป็นที่เรียบง่าย ตอบอาจารย์ "ถ้าคุณคิดว่าไปลงในเฟสไอถูกลม ที่ได้ค่อนข้างง่ายเนื่องจากส่วนใหญ่ของเวลาที่ถูกโมเลกุลเดี่ยว และเดี่ยว ในนักวิทยาศาสตร์ของ parlance เราบอกว่า โมเลกุลในเฟสไอเป็นอิสระของคนอื่น และแม้ว่าบางครั้ง มีตาม ช่วงเวลาเหล่านี้โต้ตอบได้ยาก ดังนั้น หนึ่งสามารถศึกษา ตามเสร็จแล้ว การน้ำหนึ่งโมเลกุลโดยไม่รบกวนเกี่ยวกับโมเลกุลอื่น ๆ ""อื่น ๆ มาก ซึ่งเป็นเฟสของแข็ง ถูกยังง่ายค่อนข้างในกรณีนี้ โมเลกุลโต้ตอบกัน และดังนั้น เราบอกว่าว่า พวกเขาจะไม่อิสระ คุณได้สังเกตเห็น แต่ละโมเลกุลเป็นเกือบอย่างถาวรกับสี่โมเลกุลอื่น ๆ ในพื้นที่ใกล้เคียงของ แต่เนื่องจากของความของโครงสร้างของของแข็งได้มีบันทึกโครงสร้างและเข้าใจพฤติกรรมของมัน ""ฉันควรจะเพิ่มว่า นักวิทยาศาสตร์ของศตวรรษที่ 19 ได้สำเร็จเข้าใจคุณสมบัติของก๊าซจากการกล้องจุลทรรศน์ macroscopicคุณสมบัติของโมเลกุลที่ประกอบด้วยก๊าซที่เฉพาะ นี้ถูกดีความสำเร็จของทฤษฎีโมเลกุลของสสาร โดยช่วงต้นศตวรรษที่ 20 ภายหลังเมื่อมีพัฒนาเทคนิคการ "เห็น" โครงสร้างของของแข็ง ทฤษฎีอย่างครบครันมีสุกสถานะของแข็ง อย่างไรก็ตาม ทฤษฎีของรัฐเหลวสำหรับของเหลวอย่างเช่นอาร์กอน มี lagged หลัง""เฟสของเหลวคือฉาวยากที่จะเข้าใจ และอธิบาย แม้ประกอบด้วยอะตอมของก๊าซเฉื่อยเช่นนีออนหรืออาร์กอนเหลวง่ายก่อให้เกิดรุนแรงท้าทายทฤษฎี ก็เป็น fortiori น้ำของเหลว ซึ่งจะเป็นมากของเหลวที่ซับซ้อน เราจะสำรวจระยะนี้ยาก ยังสวยงามในช่วงไม่กี่ถัดไป คุณพร้อมที่จะพุ่งเข้าสู่โลกของกล้องจุลทรรศน์ของเหลวน้ำ"Teetering ในหน้าผาหินแบน อลิสมดุลตัวเอง และพยายามสมาธิในน้ำครามที่รอเธอเมื่อเธอทำเธอดำน้ำดูภูมิประเทศ แต่ adrenalin เธอถูกสูบอย่างรวดเร็วเธอสามารถของอลิซผจญภัยในน้ำดินดาวน์โหลดจาก www.worldscientific.comโดยมหาวิทยาลัยบน 03/02/13 สำหรับใช้ส่วนบุคคลเท่านั้น82 อลิซผจญภัย inWater แลนด์แทบจะรอให้กระโดดลงไปในคลื่น มีหนึ่งลมหายใจ เธอกระโดดจากthumped หน้าผาเป็นหัวใจของเธอกับหน้าอกของเธอ เธอรู้สึกว่าลมเย็นในผมของเธอเธอเพียงแค่นิ้วจากน้ำผิวเมื่อ... (Fig. 6.3)"อลิซ เป็นคุณกับฉัน ใจของคุณดูเหมือนว่าจะ มีตัวที่เดินเข้าอื่น ๆอาจารย์กล่าวว่า มีการ chuckle "ผมได้ถามคำถาม แต่คุณไม่ได้ดูเหมือนไม่ ได้ยิน""ฉันขอให้ อลิซตอบกลับ ด้วยแก้มแดงที่ร้อน ด้วยความลำบากใจ"ผมได้ยินคำถามของคุณ แต่ฉัน imagining ตัวดำออกจากหน้าผาในการทะเลสีคราม... ความคิดในการดำน้ำลงไปในน้ำของเหลวได้วิงวอนถึงความภาพสวยงามของสิ่งที่อยู่ภายใต้"อาจารย์กล่าวว่า "ฉันเข้าใจ "สำรวจสิ่งใหม่ ๆ ได้อย่างมีสวยงามประสบการณ์แน่นอน ใหม่ที่อาจทำให้น่ากลัวเล็กน้อย และpicturing ประสบการณ์ดีอาจบรรเทาความกลัวที่จะ มีการพยายามบางอย่างผิดปกติ แต่ เท่าที่ผมได้พูด — ก่อนที่คุณเอาน้ำ —ขอแนะให้ คุณไป และ 'ชาร์จแบตเตอรี่ของคุณ' ในเครื่องไอคิวที่จะเพิ่มความสามารถในการเข้าใจขั้นตอนของเหลว"ทุกข้อสงสัยของอลิซหายไปเมื่อได้ยินของศาสตราจารย์ reassurancesอลิ fig. 6.3 ฝันของการดำน้ำในน้ำสีน้ำเงิน"หายใจลึก ๆ ใช้ก่อนคุณดำน้ำเป็นของเหลวน้ำ ดูอย่างระมัดระวังและ หากคุณพบบางสิ่งบางอย่างแปลก หรือสิ่งที่น่า สนใจหมายเหตุ และเราจะหารือได้ในภายหลัง ในศาสตราจารย์เพิ่มอลิมีความกังวลดังนั้นในการเริ่มต้นการเดินทางของเธอที่เธอไม่อนุญาตให้อาจารย์การจบประโยคของเขาเธอตกลงของศาสตราจารย์คำแนะนำจะได้รับการสมองเพิ่มในเครื่องไอคิวของอลิซผจญภัยในน้ำดินดาวน์โหลดจาก www.worldscientific.comโดยมหาวิทยาลัยบน 03/02/13 สำหรับใช้ส่วนบุคคลเท่านั้นเข้าชมอลิ 83 เฟสของเหลวครั้งแรก เที่ยวนี้ไม่ไปได้ง่ายโดยก่อนหน้านี้ในการvapor and the solid phase.As before, she did not feel herself getting any ‘cleverer.’ But she trustedProfessor Holmes and she was confident that he knew exactly what he wasdoing—and subjecting her to. After her brain boost, she immediately got intothe shrinking machine and got herself ready to ‘plunge’ into the liquid phase. Asin her previous forays into the unknown, she kept her eyes shut for a moment,afraid that she might see something she was not prepared for. But each timeshe had opened her eyes, what greeted her was a delightful new experience.This time Alice saw a sort of mixture of the vapor and the solid phase. Themolecules were not at fixed lattice points as they were in the solid phase, butwere highly motile as in the vapor phase. She noticed, however, that the densityof the molecules was much higher, and the collisions between the moleculeswere more frequent. Sometimes aggregates of two, three or four moleculesformed and stayed together briefly, only to separate from each other and thentravel in different directions, forming new aggregates with other molecules.This process of flickering aggregation went on and on with no sign that anypermanent structure would settle (Fig. 6.4).Fig. 6.4 ALice in the liquid phase.Alice’s first impressionwas that of a complete disorder— no regularity andno structure — which persistedfor a long duration.So chaotic was it that shedid not even know how todescribe it. She could notcontinue to wander in thistotal balagan, a word shefrequently heard the professoruttering when situationsgot messy.Alice's Adventures in Water-land Downloaded from www.worldscientific.comby SRINAKHARINWIROT UNIVERSITY on 03/02/13. For personal use only.84 Alice’s Adventures inWater-LandIguacu Falls.She decided to check systematically how this disorder came about fromeither the vapor phase or from the solid phase. Perhaps that would provide herwith some clues about how to understand this highly confusing system. At thatmoment she felt that she had benefitted from the effects of the IQ machine. Sheknew that if she had not used the machine, she would not even dare to undertakethe task of studying this extremely complicated, nearly chaotic system.She remembered the point Z that was marked on the phase map of water.That was the point were the vapor coexisted with liquid. To the ‘east’ ofpoint Z, she knew there was only one vapor phase, so she turned both theT and the P dials and navigated herself to point Z. Slightly beyond that to theeast, she saw the familiar landscape of the vapor phase, where the moleculesflew at random with occasional collisions.Turning the T dial counter-clockwise, towards low temperatures, she sawthat clusters of
การแปล กรุณารอสักครู่..
