物體狀態

物體狀態

物質狀態是指一種物質出現不同的相。物質是由分子、 原子構成的。通常所見的物質有三態:氣態、液態、固態。另外,物質還有“等離子態”、“超臨界態”“超固態”以及“中子態”。

物體

物體的解釋

占有一定的空間,由物質構成的東西,固態物體

詳細解釋

1. 物的本體;器物的形體。

北齊顏之推《顏氏家訓·音辭》:“夫物體自有精麤,精麤謂之好惡。”

2. 由物質構成的、占有一定空間的個體。

方紀《三峽之秋》:“仿佛三峽本來就是個發光的物體。”

三大基本物質狀態

固態

嚴格地說,物理上的固態應當指“結晶態”,也就是各種各樣晶體所具有的狀態。最常見的晶體是食鹽(化學成份是氯化鈉,化學符號是NaCl)。你拿一粒食鹽觀察(最好是粗製鹽),可以看到它由許多立方形晶體構成。如果你到地質博物館還可以看到許多顏色、形狀各異的規則晶體,十分漂亮。物質在固態時的突出特徵是有一定的體積和幾何形狀,在不同方向上物理性質可以不同(稱為“各向異性”);有一定的熔點,就是熔化時溫度不變。

在固體中,分子或原子有規則地周期性排列著,就像我們全體做操時,人與人之間都等距離地排列一樣。每個人在一定位置上運動,就像每個分子或原子在各自固定的位置上做振動一樣。我們將晶體的這種結構稱為“空間點陣”結構。

液態

液體有流動性,把它放在什麼形狀的容器中它就有什麼形狀。此外與固體不同,液體還有“各向同性”特點(不同方向上物理性質相同),這是因為,物體由固態變成液態的時候,由於溫度的升高使得分子或原子運動劇烈,而不可能再 保持原來的固定位置,於是就產生了流動。但這時分子或原子間的吸引力還比較大,使它們不會分散遠離,於是液體仍有一定的體積。實際上,在液體內部許多小的區域仍存在類似晶體的結構——“類晶區”。流動性是“類晶區”彼此間可以移動形成的。我們打個比喻,在柏油路上送行的“車流”,每輛汽車內的人是有固定位置的一個“類晶區”,而車與車之間可以相對運動,這就造成了車隊整體的流動。

氣態

液體加熱會變成氣態。這時分子或原子運動更劇烈,“類晶區”也不存在了。由於分子或原子間的距離增大,它們之間的引力可以忽略,因此氣態時主要表現為分子或原子各自的無規則運動,這導致了我們所知的氣體特性:有流動性,沒有固定的形狀和體積,能自動地充滿任何容器;容易壓縮;物理性質“各向同性”。

顯然,液態是處於固態和氣態之間的形態。

其他物質狀態

“等離子態”

原子是由原子核和電子組成的,通常情況下電子都圍繞著原子核鏇轉。然而在幾千攝氏度以上的高溫中,氣態的原子開始拋掉身上的電子,於是帶負電的電子開始自由自在地遊逛,而原子也成為帶正電的離子。溫度愈高,氣體原子脫落的電子就愈多,這種現象叫做氣體的電離化。科學家把電離化的氣體,叫做“等離子態”。除了高溫以外,用強大的紫外線、X射線和丙種射線來照射氣體,也可以使氣體轉變成等離子態。也許你感到這種等離子態很稀罕吧!其實,在廣漠無邊的宇宙中,它是最普遍存在的一種形態。因為宇宙中大部分的發光的星球,它們內部的溫度和壓力都高極了,這些星球內部的物質幾乎都處在等離子態。這是物質的第四種狀態。處於等離子態的物質,電子與原子核“身首異處”,彼此離開。

“超固態”

在白矮星裡面,壓力和溫度更高了。在幾百吉帕氣壓的壓力下,不但原子之間的空隙被壓得消失了,就是原子外圍的電子層也都被壓碎了,所有的原子核和電子都緊緊地擠在一起,這時候物質裡面就不再有什麼空隙,這樣的物質,科學家把它叫做“超固態”。白矮星的內部就是充滿這樣的超固態物質。在我們居住著的地球的中心,那裡的壓力達到350吉帕左右,因此也存在著 一定的超固態物質。

“中子態”

假如在超固態物質上再加上巨大的壓力,那么原來已經擠得 的原子核和電子,就不可能再緊了,這時候原子核只好宣告解散,從裡面放出質子和中子。從原子核里放出的質子,在極大的壓力下會和電子結合成為中子。這樣一來,物質的構造發生了根本的 變化,原來是原子核和電子,現在卻都變成了中子。這樣的狀態,叫做“中子態”。中子態物質的密度更是嚇人,它比超固態物質 還要大十多萬倍呢!一個火柴盒那么大的中子態物質,重30億噸,要有960000多台重型火車頭才能拉動它!在宇宙中,估計只有少 數的恆星,才具有這種形態的物質。

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