往小碟子里倒一点水,过了一会儿,水不见了。它到哪儿去了呢?原来水由液态变成了气态的水蒸气跑掉了。水蒸气是看不见的。
冬天,在我国的北方,河里的水结成了厚厚的冰,那是水由液态变成了固态。
水、水蒸气和冰是水的三种聚集状态,它们在一定的条件下是可以互相转化的:水在一个大气压下加热到100℃沸腾时,就变成了水蒸气,水蒸气遇冷又变成水;温度下降到0℃以下时,水凝结成冰,温度升高时,冰又融化成水……这些都是常见的现象。
水是最常见和最有用处的一种物质,三种状态的水都有很大的用处。在通常的条件下,水是三种状态同时存在的唯一物质。铁也是常见和很有用处的一种物质,但用到的总是它的固态。铁能变成液态吗?能!在炼铁厂里,从高炉里流出来的红红的铁水,就是液态的铁,它流进砂模,慢慢地凝结成固态的铁。固态铁加热到1535℃的高温,才能熔化成铁水,液态铁加热到2750℃才会沸腾变成气态铁。
大多数物质都有三种聚集状态。即使是熔点高达3410℃的金属钨,当加热到五六千度以上时,也能变成气态。反过来,在通常情况下以气态存在的物质,在冷却到一定的温度时,也会变成液态,甚至凝结成固体。例如,我们熟悉的氧气,在冷却到零下183℃时,就变成淡蓝色的液态氧,继续冷却到零下218℃时,还会变成雪花状的淡蓝色固体。
物质的聚集状态发生变化的时候,组成物质的分子并没有改变。例如水、水蒸气和冰的分子都是H2O。其他物质也是这样。由于分子没变,所以物质的化学性质也没有改变。但是,物理性质有变化,例如密度,在三种聚集状态下,往往是不同的,有些差别很大。
气态、液态和固态物质有哪些特点和不同的地方呢?这里简单介绍一下。
气体的基本特征是很容易扩散,在任何容器中,即使是很少量的气体,也能向四面八方扩散,均匀地充满容器。在大气中,更可以任意扩散。因此,气体的密度很小,分子之间有很大的空隙,可以压缩到比较小的体积。工厂里常用的氢气、氮气等钢瓶,里面装的就是被压缩的气体。
液体和气体一样,也没有固定的形状,容易装进容器。但是液体分子间的距离比气体小得多,密度要大得多,在一定的条件下具有一定的体积,加压时,也能被压缩,但体积变化不大。
固体不但有一定的体积,还具有一定的形状。我们通常见到的固体物质都是如此,这里就不详谈了。