物质状态定义

物理和化学都研究物质、能量以及它们之间的相互作用。根据热力学定律,科学家们知道物质可以改变状态,一个系统的物质和能量之和是恒定的。当能量被添加或移除到物质中时,它会改变状态以形成物质状态。物质的状态被定义为物质与自身相互作用形成均相的方式之一。...

物理和化学都研究物质、能量以及它们之间的相互作用。根据热力学定律,科学家们知道物质可以改变状态,一个系统的物质和能量之和是恒定的。当能量被添加或移除到物质中时,它会改变状态以形成物质状态。物质的状态被定义为物质与自身相互作用形成均相的方式之一。

Diagram of states of matter

物质状态(state of matter) vs. 物相(phase of matter)

“物质状态”和“物质相”可互换使用。在大多数情况下,这是好的。从技术上讲,一个系统可以包含同一物质状态的多个阶段。例如,钢棒(固体)可能含有铁素体、渗碳体和奥氏体。油和醋的混合物(液体)包含两个独立的液相。

物质状态

在日常生活中,物质存在四个阶段:固体、液体、气体和等离子体。然而,还发现了其他几种物质状态。其他一些状态发生在物质的两种状态之间的边界上,而物质并没有真正表现出这两种状态的性质。其他的则是最具异国情调的。这是一些物质状态及其性质的列表:

实体:实体具有定义的形状和体积。固体中的颗粒紧密地堆积在一起,并以有序的排列方式固定。该排列可充分有序以形成晶体(例如,NaCl或食盐晶体、石英),或该排列可无序或无定形(例如,蜡、棉、窗玻璃)。

液体:液体具有规定的体积,但没有规定的形状。液体中的颗粒不像固体中的颗粒那样紧密地堆积在一起,从而使它们能够相互滑动。液体的例子包括水、油和酒精。

气体:气体没有规定的形状或体积。气体颗粒被广泛分离。气体的例子包括气球中的空气和氦气。

等离子体:像气体一样,等离子体没有确定的形状或体积。然而,等离子体的粒子是带电的,它们之间存在巨大的差异。等离子体的例子包括闪电和极光。

玻璃:玻璃是介于晶格和液体之间的无定形固体。它有时被认为是一种独立的物质状态,因为它具有不同于固体或液体的性质,并且存在于亚稳状态。

超流体:超流体是发生在绝对零度附近的第二种液态。与普通液体不同,超流体的粘度为零。

玻色-爱因斯坦凝聚:玻色-爱因斯坦凝聚可以称为物质的第五态。在玻色-爱因斯坦凝聚态中,物质粒子不再表现为单个实体,可以用一个波函数来描述。

费米子凝聚:像玻色-爱因斯坦凝聚一样,费米子凝聚中的粒子可以用一个均匀波函数来描述。不同之处在于凝聚态是由费米子形成的。由于泡利不相容原理,费米子不能共享相同的量子态,但在这种情况下,费米子对表现为玻色子。

这是一个由电子和空穴组成的“量子雾”,流动很像液体。

简并物质:简并物质实际上是在极高压力下(例如,在恒星或木星等大质量行星的核心内)发生的一系列奇异物质状态的集合。“退化”一词来源于物质以相同能量存在于两种状态的方式,使它们可以互换。

引力奇点:奇点,就像黑洞的中心一样,不是物质的状态。然而,它值得注意,因为它是一个由质量和能量构成的“物体”,缺乏物质。

物质状态之间的相变

当能量从系统中添加或移除时,物质可以改变状态。通常,这种能量来自压力或温度的变化。当物质改变状态时,它经历相变或相变。

来源

  • 古德斯坦,D.L.(1985年)。物质状态。多佛凤凰。ISBN 978-0-486-49506-4。
  • 墨蒂,G。;等人(1997年)。“受挫二维晶格上的超流体和超固体”。物理回顾B.55(5):3104。内政部:10.1103/PhysRevB.55.3104
  • 萨顿,A.P.(1993年)。材料的电子结构。牛津科学出版社。第10-12页。ISBN 978-0-19-851754-2。
  • 麻省理工学院物理学家创造了新的物质形式。麻省理工学院新闻。
  • Wahab,M.A.(2005年)。固体物理学:材料的结构和性质。阿尔法科学。第1-3页。ISBN 978-1-84265-218-3。

  • 发表于 2021-09-20 16:17
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  • 分类:化学

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