基础与物质的状态

物质的状态

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水是这里最好的日常老师。把它放进冰箱,它变成坚硬的冰;让它待在杯子里,它作为液体流动;把它煮沸,它又化作水蒸气消失不见。同样的原子,三种截然不同的表现。物质能呈现的这些不同形态,就叫它的物质状态。

一种物质状态,就是原子或分子集体排列与运动的一种方式。在固体里,它们大致守在固定的位置上;在液体里,它们靠得很近,却又彼此滑动;在气体里,它们四散飞开,充满所在的整个空间。决定状态的,是一场拉锯战:一边是把原子拉到一起的力,一边是让它们抖动、挣脱的热;温度升到足够高,固体就会熔化,继而沸腾。

这之所以重要,是因为同一种物质会因状态不同而派上完全不同的用场,而状态的改变正是冰箱、发动机乃至天气运作的方式。一个常见的误解是以为只有三四种状态;其实物理学承认的远不止——等离子体、超流体、凝聚体、液晶——所以人们熟悉的那三种,只是一份长得多的清单的开头。

在炉子上加热一块冰,你几分钟内就能看到三种经典状态:坚硬的固体熔成流动的液体,液体又沸腾成看不见的气体——每一步都是同样的水分子,换了一种行为方式。

冰、水、蒸汽:一种物质,三种状态,由温度决定。

「状态」和「相」关系密切但并不等同:「相」是物理学家用得更精确的词,单单固体这一种状态里,就可能含有好几个不同的晶相。

又称
phases of matter物态物態