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物態(tài)的變化

   2019-09-14 和平14
核心提示:自然界的一切物質(zhì)都是由大量分子組成的,組成物質(zhì)的分子間有一定的距離,分子間存在著相互作用力,這種作用力有時(shí)表現(xiàn)為引力,有時(shí)表現(xiàn)為斥力;同時(shí),分子又處于無(wú)規(guī)則的永不停息的運(yùn)動(dòng)中,而這種大規(guī)模分子的雜亂無(wú)章運(yùn)動(dòng)稱之為熱運(yùn)動(dòng)。

自然界的一切物質(zhì)都是由大量分子組成的,組成物質(zhì)的分子間有一定的距離,分子間存在著相互作用力,這種作用力有時(shí)表現(xiàn)為引力,有時(shí)表現(xiàn)為斥力;同時(shí),分子又處于無(wú)規(guī)則的永不停息的運(yùn)動(dòng)中,而這種大規(guī)模分子的雜亂無(wú)章運(yùn)動(dòng)稱之為熱運(yùn)動(dòng)。

由于分子間的作用力和分子熱運(yùn)動(dòng)等原因,使物質(zhì)在通常狀態(tài)下呈現(xiàn)出三種不同的狀態(tài),即固態(tài)、液態(tài)和氣態(tài)。

固態(tài)時(shí),分子間的距離最近,相互間的引力最大。它把分子束縛在平衡位里附近,熱運(yùn)動(dòng)僅表現(xiàn)為在平衡位置附近的微小振動(dòng),而不能相對(duì)移動(dòng)。因此,固態(tài)時(shí)的物質(zhì)既有一定的體積,又有一定的形狀,并且還具有一定的機(jī)械強(qiáng)度。

液態(tài)時(shí),分子間的距離仍較近,分子間的引力仍較大,足以使分子之間保持一定的距離。因此,液態(tài)物質(zhì)有固定的體積,并能形成自由表面。另一方面液態(tài)物質(zhì)的分子既可在平衡位置附近振動(dòng),又可單個(gè)的或成群的相對(duì)移動(dòng),所以說(shuō)液態(tài)物質(zhì)具有流動(dòng)性而沒(méi)有一定的形狀。

氣態(tài)時(shí),分子間距離大,而引力很小,甚至分子之間不能相互約束。因此,氣態(tài)物質(zhì)既沒(méi)有一定的形狀,又沒(méi)有一定的體積,它可以充滿任何空間。組成物質(zhì)的分子在熱運(yùn)動(dòng)中相互發(fā)生碰撞后又會(huì)發(fā)生旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。同時(shí),組成分子的原子也進(jìn)行著振動(dòng)。

同一種物質(zhì)在不同的條件下,由于分子間作用力和分子熱運(yùn)動(dòng)的結(jié)果,也會(huì)分別以不同的狀態(tài)存在。例如,標(biāo)準(zhǔn)大氣壓條件下,將水冷卻到0℃以下就會(huì)變成冰;而將水加熱到99.974℃以上就會(huì)變成水蒸氣。所以,物質(zhì)的三種狀態(tài)盡管表現(xiàn)形式不同,但是在一定的條件下(即壓力和溫度變化到一定程度),物質(zhì)的狀態(tài)就會(huì)發(fā)生變化。伴隨物質(zhì)狀態(tài)變化過(guò)程的進(jìn)行,一定有熱交換現(xiàn)象,如圖1.1.1所示。

 

 

    物質(zhì)由液態(tài)變成氣態(tài)的過(guò)程叫做汽化,汽化現(xiàn)象有兩種表現(xiàn)形式:一種是指在任何溫度下(只要低于臨界溫度)液態(tài)物質(zhì)表面進(jìn)行的逐漸汽化現(xiàn)象叫做蒸發(fā);另一種是指在一定的條件下(沸點(diǎn))液態(tài)物質(zhì)的內(nèi)部和表面同時(shí)進(jìn)行的劇烈汽化現(xiàn)象叫做沸騰。需要注意的是:制冷技術(shù)中使用的“蒸發(fā)”概念,通常指的是沸騰。反之,物質(zhì)由氣態(tài)變成液態(tài)的過(guò)程叫做液化,液化是汽化的逆過(guò)程。制冷技術(shù)中使用的“冷凝”概念,通常指的是液化。人為控制(或改變)某種物質(zhì)所處的環(huán)境條件,就可以按照自己的意志迫使物質(zhì)狀態(tài)發(fā)生變化,從而實(shí)現(xiàn)預(yù)期的目的。

 
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