物質是什麼
我們的生活中到處存在著物質,如課本、鉛筆、喝的水、穿的衣服、昆蟲、岩石等。這些都是你能觸摸到的,還有一些物質是你觸摸不到的,像空氣。分子是組成物質的基本單位,分子是由原子構成的。物質分為無生命的物質,如海底的礁石;有生命的物質,如鳥。
岩石宇宙中大多數物質是無生命的,也就是說它們既不會生長也不能移動。例如我們生活的地球是由岩石構成的,岩石就是無生命的物質。
地球上生活著許許多多的生物,包括各種植物和動物。雖說蝴蝶與岩石截然不同,但是兩者都由原子構成。由於結合的方式不同,才使形態各異。
互相轉化的三種物態
在一定的條件下,物體可以分別出現固態、液態和氣態這三種不同的狀態。人們把這種現象叫做物態轉化。
讓我們來看看物態轉化的有趣現象。在冬季,取一大塊冰放在燒杯裏,加熱後冰就消失了,變成了一些水。蓋上杯蓋再加熱,水就變成蒸氣了。這個實驗說明,水在熱的作用下,會由固態(冰)轉化為液態(水),又由液態轉化為氣態(水蒸氣)。
但是,如果把程序顛倒過來,就會發生另外的物態變化。先把收集的水蒸氣放在一個燒瓶裏,水蒸氣冷卻後又變成了水,水繼續冷卻下去又會變成冰。冷卻也是一種熱作用,說明由氣態到液態,又由液態到固態的轉化。
在熱學中,我們把固態變為液態的過程叫做熔化;物體由液態轉化成氣態的過程叫做氣化(沸騰);液態變為固體的過程叫做凝固。沸點和液化點的溫度相同,熔點和凝固點的溫度也是一樣的。
在物態的轉化過程中,汽化、熔解時必須吸收熱量,而液化、凝固時會散發熱量。
物態的變化有著它的規律,但有時也並不總是按照固態、液態、氣態,或者氣態、液態、固態的順序進行的,也會在固態和氣態之間直接進行。在熱學上,物體由固態直接轉化為氣態氣體沒有固定的體積和形狀、叫做升華;物體由氣態直接轉化為固態,叫做凝華。
例如,在嚴寒的冬天,潮濕的衣服掛在室外,由於氣溫在0℃以下,濕衣服上的水很快就結成冰。盡管這些冰不會熔化,但是時間長了,衣服還是會幹的,這就是因為冰升華成水氣跑掉了。
再如,在深秋的早晨,我國大部分地區會出現霜降,這是因為在溫度下降到0℃以下時,水蒸氣直接凝固成霜,這是一種凝華現象。
在生產中,人們很早就學會了利用升華和凝華方法來提煉化工產品、藥品及其他物質了。如我國古代的“煉丹”術,就是最早通過化學方法製成結晶的紅色硫化汞的。
汽化有兩種形式,蒸發和沸騰。
水的形狀由水杯的形狀來決定液體表麵的汽化現象叫蒸發。蒸發得快慢跟溫度和外麵的氣流速度有關。溫度越高,風力越大,蒸發也越快。在日常生活中,蒸發現象隨處可見。剛下完雷陣雨,馬路上很快就幹了;銅錢以固體的形式存在濕衣服晾在陽台上,或通風的地方,不用兩天就幹;放在碗裏的水,時間長了會悄悄不見了,等等,這些都是水的蒸發現象。
液體達到一定溫度時,不僅從表麵,而且也從內部進行劇烈的汽化現象,這就叫沸騰。液體沸騰時的溫度叫沸點。
液體的沸騰跟壓強有關。在通常情況下,即一個大氣壓下,水的沸點和冰點分別是100℃和0℃。氣壓變化,沸點與冰點也隨之變化。高山上的大氣壓低於平地上的大氣壓,因此高山上液體的沸點比平地要低些。水的沸點在海平麵附近為100℃,在3000米高的地方,大約為90℃,在8500米高山上,大約為72℃。所以,在高山地區用普通鍋是很難把飯煮熟的。