欢迎访问本网站

 
首 页>>物质的状态

今天是:

物质的状态

 

    众所周知,物质有三态。以水为例,在正常的大气压下,水在0℃以下是固体,在0℃到100℃之间是液体,高于100摄氏度是气体。固体、液体和气体是物质最普遍的三种物态,这三态之所以不同,是由于分子在不同的态有不同的有序度。
    在固态时,分子虽然可在其占有的位置上作热振动,但其平均位置在空间上是固定的,每个分子占有的体积与相互排列方式也是固定的。此时分子之间有着很强的吸引力,因此想改变分子的距离或使固体发生形变都需要很强大的外力。
    在液态时,分子并无固定的平均位置,也没有固定的相互排列,分子在液体中是在作无规扩散运动。这就意味着液态中的分子相互作用力比在固态时要弱得多以至于无法保持分子间相当固定的距离。但此时分子间的吸引力仍然较强,因此能够把所有的分子凝聚在一块,而使液体有确定的密度,很难靠压缩改变它们体积。
    在气态时,分子的热运动变得剧烈,分子间的相互吸引力更加微弱,甚至无法把所有的分子凝聚在一起,气体的体积只有靠密封的容器才能保持,故其体积很容易受外力作用而改变。
    以水为例,在0℃以下,随着温度的升高,水分子的无规则振动的程度会增强,但水分子间的相互作用力仍然可以控制分子的平均位置不变;但一旦高于0℃,分子间的吸引力已无法控制增强的分子热运动,因而无法使分子在固定的平均位置间振动,此时冰就融化,水变成液态。但此时的分子力仍然能控制住分子的无规运动并保持整体不散开。到了水的沸点,100℃,分子的热运动已剧烈到使分子力无法把分子约束在一定的体积内,分子由于热运动而迅速分离,直至占满整个容器体积,即形成气态。
    综上所述,我们可以说,对一定的物质,存在着其固有的两个特征温度,我们称之为熔点与沸点。在这些特征温度的两侧,物质处于不同的态,或者说不同的相。而物质在这些特征温度发生态的变化就称为相变,其温度也叫相变温度。如0℃是水从固相变化为液相(或反过来)的相变温度,100℃是水从液相变为气相的相变温度。当然,在极高温度时,物质会从气相变为一种新相,即等离子体。在这种等离子相中,由于原子受高温的影响而引发剧烈的无规则热运动导致电离,因而形成一种由正离子与负电子共处的“复合体”——等离子体,其存在于恒星或核聚变中。因此只有极少数的科学家才有机会观察到等离子体。其实那些分子结构有各向异性的材料还存在着另一种状态——液晶相。所以自然界物质所处的状态有多种,不止固体、液体和气体这三种,只是我们不容易感觉到而已。

     
 

亚广设计与制作
编引日期:2012年4月25日;修改日期:2022年6月26日