物态变化

物态变化

1、物态：由于构成物质的大量分子在永不停息地做无规则热运动，且不同的分子做热运动的速度不同，就形成了物质的三种状态：固态、液态、气态，在物理学中，我们把物质的状态称为物态。

2．物态变化：在物理学中，我们把物质从一种状态变化到另一种状态的过程，叫做物态变化。

3．物态变化的过程（简介）：由于物态有三种（实际上有好几种，但在这里我们只研究三种。其他物态如：等离子态。），它们两两之间可以相互转化，所以物态变化有六种（简记为：三态六变）：熔化、凝固、汽化、液化、升华、凝华（具体详解见下面说明)。

4．如何判断发生的是哪种物态变化：关键是找到物质在发生物态变化前后的两种状态，再根据定义进行比较，就可以得出正确的结论。

5三态六变及吸热放热情况：

种类：a.熔化：物质由固态变到液态的过程(吸热) /铁变成铁水，石蜡变成液态，海波变成液态

b.凝固：物质由液态变到固态的过程(放热) ：/铁水变成铁，液态沥青放热凝固，液态石蜡放热凝固

c.汽化：物质由液态变到气态的过程(吸热) 有蒸发 沸腾 /沸腾，蒸发，酒精挥发

d.液化：物质由气态变到液态的过程(热放) 方法: 压缩体积和降低温度/露，雾，“白气”

e.升华：物质由固态直接变到气态的过程(吸热)/ 碘变成碘蒸气，冰变成水蒸汽,樟脑片不见了

f.凝华：物质由气态直接变到固态的过程(放热)（简记为“三态六变”）。 霜，雾凇，冰花 ，雪

g: 除此之外，还有等离子态、超固态、中子态。

注意：这里所说的“吸热”与“放热”的“热”都是指的热量，而不是指的温度、内能、热值、比热容等热力学概念。即为“吸收热量”与“放出热量”的简称。在物理学中，热量不能说“含有多少热量”或“具有多少热量”，只能说“吸收了多少热量”或“放出了多少热量

6.水的三大名称：

固态：冰（凝固）、霜（凝华）、雪（凝华）、凇、“窗花”（凝华）、雹（凝固）、白冰

液态：水、露（液化）、雨（液化）、雾（液化）、“白气”（液化） 气态：水蒸气 【注：水蒸气不可见，可见的是水蒸气液化形成的水珠。】

7重要性质

物质由一种状态变为另一种状态的过程称为物态变化（change of state)。 首先是物质的固态和液态，这两者之间的关系，物质从固态转换为液态时，这种现象叫熔化，熔化要吸热，比如冰吸热熔化成水，反之，物质从液态转换为固态时，这种现象叫凝固，凝固要放热，比如水放热凝固成冰。在这些从固态转换为液态的固体又分为晶体和非晶体，晶体有熔点，就是温度达到熔点时（持续吸热）就会熔化，熔化时温度不会高于熔点，完全融化后温度才会上升。非晶体没有固定的熔点，所以熔化过程中的温度不定，如石蜡在融化过程中温度不断上升。晶体熔化时温度不变，存在三种状态，例：冰熔化时，温度为0℃，同时存在冰的固态，水的液态和冰与水的固液共存态。

然后是物质气态与液态的变化关系，物质从液态转换为气态，这种现象叫汽化，汽化又有蒸发和沸腾两种方式，蒸发发生在液体表面，可以在任何温度进行，是缓慢的。沸腾发生在液体表面及内部，必须达到沸点，是剧烈的。汽化要吸热，液体有沸点，当温度达到沸点时，温度就不会再升高，但是仍然在吸热；物质从气态转换为液态时，这个现象叫液化，液化要放热。例如水蒸气液化为水，水蒸发为水蒸气。加快液体的蒸发速度的方法一般有：1.增加液体的表面积；2.加快液体表面的空气流速；3.提高液体的温度；4.降低周围环境的水蒸气含量，使其无法饱和（就是使空气干燥。）。

最后是我们不常见的物质固态和气态的关系，物质从固态直接转换为气态，这种现象叫做升华，然后是物质直接从气态转换为固态，这叫凝华，升华吸热，凝华放热。

在发生物态变化之时，物体需要吸热或放热。当物体由高密度向低密度转化时，就是吸热；由低密度向高密度转化时，则是放热。而吸热或放热的条件是热传递，所以物体不与周围环境存在温度差，就不会产生物态变化。例如0℃的冰放在0℃的空气中不会熔化。

这就是物态变化三者之间的关系，他们转换的依据主要是温度。

物质从固态变为液态，从液态变为气态以及从固态直接变为气态的过程，需要从外界吸收热量；而物质从气态变为液态，从液态变为固态以及从气态直接变为固态的过程中，向外界放出热量。

8.新型物态

1、超高温下的等离子态

朗穆尔，1881——1957，于1925年首次提出“等离子态”概念。 固态在一定温度下变成液态，液态在一定温度下变成气态，气态继续加温将变成等离子态。这是气体在约几百万度的极高温或在其它粒子强烈碰撞下所呈现出的物态，这时，电子从原子中游离出来而成为自由电子。等离子体就是一种被高度电离的气体，但是它又处于与“气态”不同的“物态”——“等离子态”。 太阳及其它许多恒星是极炽热的星球，它们就是等离子体。宇宙内大部分物质都是等离子体。地球上也有等离子体：高空的电离层、闪电、极光等等。日光灯、水银灯里的电离气体则是人造的等离子体。

2、超高压下的超固态

在140万大气压下，物质的原子就可能被“压碎”。电子全部被“挤出”原子，形成电子气体，裸露的原子核紧密地排列，物质密度极大，这就是超固态。一块乒乓球大小的超固态物质，其质量至少在1000吨以上。

已有充分的根据说明，由原子构成的质量较小的恒星发展到后期阶段的白矮星，由中子堆砌成的中子星，以及至今人们了解非常有限的黑洞都处于这种超固态。它的平均密度是水的几万到一亿倍。

3、超高压下的中子态

在更高的温度和压力下，原子核也能被“压碎”。我们知道，原子核由中子和质子组成，在更高的温度和压力下从原子核里放出的质子，在极大的压力下，质子吸收电子，和电子结合成为中子。这样一来，物质的构造发生了根本的变化，原来是原子核和电子，现在却都变成了中子。这样的物质呈现出中子紧密排列的状态，叫做“中子态”。

这种形态大部分存于一种叫“中子星”的星体中，它是由大质量恒星晚年发生收缩而造成的，所以，中子星是小得可怜的、没有生机的星球。

4.玻色-爱因斯坦凝聚态

ose-Einstein condensation (BEC) 玻色-爱因斯坦凝聚(BEC)是科学巨匠爱因斯坦在80年前预言的一种新物态。这里的“凝聚” 与日常生活中的凝聚不同，它表示原来不同状态的原子突然“凝聚”到同一状态(一般是基态)。即处于不同状态的原子“凝聚”到了同一种状态。

5、“复杂流体”——软物质

1991年，诺贝尔奖获得者、法国物理学家德热纳（P. G. De Gennes）在诺贝尔奖授奖会上以“软物质”为演讲题目，用“软物质”一词概括复杂液体等一类物质，得到广泛认可。从此软物质这个词逐步取代美国人所说的“复杂流体”，开始推动一门跨越物理，化学，生物三大学科的交叉学科的发展。软物质如液晶、聚合物、胶体、膜、泡沫、颗粒物质、生命体系等，在自然界、生命体、日常生活和生产中广泛存在。它们与人们生活息息相关相关，如橡胶、墨水、洗涤液、饮料、乳液及药品和化妆品等等；在技术上也有广泛应用，如液晶、聚合物等；生物体基本上软物质组成，如细胞、体液、蛋白、DNA等。在我们日常所说的“软”的概念里，主要的特征就是容易形变。在软物质这个名词里也有类似的含 9生活点滴

更多自然界中所发生的物态变化现象: 1．夏天从冰糕上滴落的水滴（熔化） 2．冰粒变成雨滴降落下来（熔化） 3．修柏油马路时，用大熔灶熔沥青（熔化） 4．冰放在太阳下，一会儿就变成了水（熔化） 5．将钢放在炼钢炉内，一会儿就变成了钢水（熔化） 6．纯水凝结，结成冰块（凝固） 7．钢水浇铸成车轮（凝固） 8．雪灾中电线杆结起了冰柱（凝固） 9．钢水烧铸成火车轮（凝固） 10．火山喷发（先熔化后凝固）

11．秋天，清晨的雾在太阳出来后散去（汽化——蒸发）

12．洒在地面上的水不见了（汽化——蒸发）

13．擦在皮肤上的酒精马上干了（汽化——蒸发）

14．游泳上岸后身上感觉冷（汽化——蒸发）

15．烧开一壶水（汽化——沸腾）

16．夏天，冰棍周围冒“白气”（液化）

17．夏天，水缸外层“出汗”（液化）

18、早晨，草木上的小水滴（液化）

19．早晨的浓雾、露水（液化）

20．夏天，从冰箱里拿出来的饮料罐“出汗”（液化）

21、洗热水澡后，卫生间的玻璃变得模糊不清，一会儿又变得清晰起来（先液化后汽化）

22、用电热水器烧水，沸腾时不断有“白汽”冒出（先汽化后液化）

23、高温加热碘，碘的体积变小（升华）

24．衣箱中的樟脑丸渐渐变小（升华）

25．冬天，室外冰冻的衣服也会干（升华）

26．寒冷的冬天，堆的雪人变小了（升华）

27．灯丝（钨丝）变细（升华）

28．干冰（固态二氧化碳）用来人工降雨（升华）

29．冬天，玻璃窗内表面上形成的冰花（或“窗花”）（凝华）

30．屋顶的瓦上结了一层霜（凝华）

31．北方冬天的树挂（凝华）

32．南方雪灾中见到的雾淞（凝华）

33．灯泡（钨丝）发黑（凝华）

34．雪糕纸中发现的“白粉”（凝华）

35．干冰（固态二氧化碳）用来打造绝妙的舞台效果（先升华后液化）

36．雨的形成：①汽化（或蒸发）→液化→凝华→熔化；②汽化（或蒸发）→凝固→熔化

③汽化（或蒸发）→液化