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世界是由物质组成的，这是众所周知的事！但是，若继续问什么是物质？99%的人却又语焉不详。 的确，我们对于物质认识最多还是眼睛所能见的一些表面现象。 比如，物质存在的状态。 恐怕所有的人都能脱口而出：固、液、气。除此以外，或许还有人知道等离子体、液晶，甚至超液体、超固体、玻色-爱因斯坦凝聚态等等也有所耳闻。 但是，要说最熟悉的还是固态、液态和气态了，这是物质在自然界最常见的三种状态，俗称物质三态。 固态与液态，每个人都能亲眼所见。我国的古代的“五行说”认为金、木、水、火、土组成了宇宙万物。 仅从字面含义来说，金、木、土属于一类，它们都有着一定体积和形状，是固态。水有一定体积，却没有一定的形状，它的形状取决盛放它的容器的样子，是液态。火，却不是气态，它是等离子体。 对我们来说，最熟悉的气态是空气（空气并不是一种气体，而是氮气、氧气、二氧化碳等等气体组成的）。但是，谁都没有看到过空气的，因为组成空气的气体都是透明的。最直接感受空气的办法就是看到树叶摇动时走到室外，享受风吹。 的确，生活中要想看到气体并不容易。你看到的烟也不是气体，烟其实是由一个个的固体小颗粒聚集而成的。 但是，你可以在物理课上看到气体，比如紫色的碘蒸气。在化学课也能看到气体，比如红棕色的二氧化氮、黄绿色的氯气、淡黄色的氟气，等等。但是你可不要被它们艳丽的色彩所迷惑，就像五彩斑斓的蘑菇一样，都是有毒的。 有的人沉稳，如固态；有的人洒脱，如液态；还有的人的无拘无束，如气态。千人千面是因为心性不同，物质的形态多样则与它们的微观结构有关。 现在科学认为，物质是由分子组成的。分子很小，用分子的直径和铅笔的长度用对比，就好像拿铅笔的长度和地球的直径做对比。换句话说，如果把分子的直径放大到一根铅笔那么长，那么等比例放大后的铅笔的长度大约等于地球的直径了。因为分子如此之小，所以在1滴水1021个分子，这些分子数目大约是全球人口数目的2000亿倍。 组成物质的各个分子在也不全是各自为政的，它们之间往往存在着力的作用。如果组成物质的各个分子作用力很大，每个分子只在原处轻微振动，就像体育课上原地踏步的学生保持队形不变，这时物质也能保持一定体积和形状，从宏观上看物质以固态的面目示人。如果分子作用力较小，可以改变位置振动，就像齐步走的队伍虽然人与人的间距不变，但走在直路上是直的、走在弯路上又变弯一样，这时物质虽然可以保持一定体积，但形变却是可变的，这时物质处于液态；当“解散”命令下达后，每个学生可以随心所欲地走动，除非遇到围墙的阻隔，分子也是一样。如果分子之间作用力几乎为零，它变成没有一定体积和形状的气体，它的体积与形状取决于装它的容器。 这真是细节决定成败，分子决定物态。 因为分子间作用力的大小与分子运动情况并不是一成不变的，所以物质的存在状态也应该能发生改变。 “五行说”就认为：火克金，意思是金遇火能熔，金由固态变成了液态。 这里透露了两个信息：一是物质能由一种状态变成另一种状态；二是物态变化与热量有关。 固态、液态和气态，这三种物态任意两种之间都可以发生互逆的变化，通过排列组合可以得到六种物态变化。 固态变成液态叫做熔化，需要吸收热量。 液态变成固态叫做凝固，需要放出热量。 液态变成气体叫做汽化，需要吸收热量。 气态变成液态叫做液化，需要放出热量。 固态直接变成气态叫做升华，需要吸收热量。 气态直接变成固态叫做凝华，需要放出热量。 如果把固、液、气三种状态比做三级台阶，那么熔化、汽化和升华就是“上台阶”，凝固、液化和凝华就是“下台阶”。上台阶要吃饱了有气力才行，需要吸收热量；反之，下台阶会放出热量。
利用物态变化的吸热、放热可以做很多事，比如曾经风靡网络的55度杯，如图所示。使用这种杯时，先把开水倒入杯中，摇上大约1分钟，水温就能降到55℃左右；倒出温水，再往杯中加入冷水继续摇一会儿，冷水又会迅速变成温水。这种杯子之所以如此神奇是因为在它的夹层里有一种熔化温度大约在55℃的物质，加入开水后，这种物质从开水中吸收热量发生熔化，开水放出热量，温度下降变成温水；加入冷水后，这种物质放出热量发生凝固，冷水吸收热量变成温水。
对于初中生来说，遇到最多的问题还是判断物态变化的种类。不过，你尽可放心。判断发生了何种物态变化并不复杂，只需三步就能搞定： 第一步：确定研究对象是谁？ 第二步：判断发生物态变化前后研究对象分别处于什么状态？即分别是固态、液态、还是气态？ 第三步：根据状态的变化过程，确定发生了哪种物态变化。 以“蒹葭苍苍，白露为霜”为例。 露与霜的形成都是因为发生了物态变化。 露就是露珠，大多出现秋天的早晨花草树叶上。露是液态，是物态变化发生后的状态；树叶上并不没有雪之类的固态水，所以它来源于空气中的水蒸气，水蒸气是气态。因此，露珠的形成的是气态变成液态的过程。回忆六种物态变化，对号入座，可知发生了液化现象。 霜发生在北方寒冷的冬天，附着于树叶、瓦片之上，是固态，也是物态变化发生后的状态。树叶、瓦片上出现霜以前，也没有液态水，所以霜也是由空气中的水蒸气变化而来的。这样看到，霜是由水蒸气由气态直接变成固态形成的，属于凝华现象。 这样看来，霜并不是由白露凝结而成的。 可惜！诗意虽美，却不合物理。 |
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