有固体液体气体于一体的物质吗(固体液体气体是物质的三种形态)
我们所能够看得见摸得着的这个世界是由物质所构成的,一草一木是物质、一花一树是物质、一桌一椅是物质,就连恒星与行星同样也是物质。而宇宙间的物质具有不同的外在形态,也就是我们常说的固体、液体和气体,它们通俗的被称为物质的三态。于是很多人理所当然的就认为所有物质都是以这三种形态出现的,但其实不然,物质的形态可谓是多种多样,没有上百种,也有几十种,而且处于固体、液体和气体形态的物质实际上只占宇宙中物质总量的1%,可能还不足。如果你不信,我们的身边就有很多物质不属于这三种形态。
首先一个就是火焰,火焰显然不是固态或者液态,那么火焰是气态吗?当然也不是,否则它就飘散了。然而,火焰的的确确是一种物质,那么火焰这种物质是以什么形态存在的呢?别急,还是让我们先从固态、液态和气态这三种物质的基本形态说起,虽然我们每个人都能够轻而易举的识别物质的这三种形态,但是对于这三种形态之间的关系,其实大多数人并不了解。物质的本质就是原子与分子,我们日常所见的所有物质都是由原子和分子所组成的,而物质的三种形态实际上就是对物质内部原子与分子运动状态的描述。
通常我们所说的固态物质,它内部的分子和原子是非常整齐的排列着的,因此固态物质会呈现出一种稳定的形状,或方形、或圆形、或不规则的形状,但终归它是稳定的。固态物质内部分子与原子的排列结构在物理学上被称之为“空间点阵”。我们知道,所有物质内部的分子都是处于不断运动之中的,固态物质也是如此,只不过它们的运动相对缓慢平稳。当物质由固态转变为液态时,需要加温,而温度的升高会导致物质内部的分子与原子加速运动,由于分子与原子开始剧烈运动,所以物质便很难再保持固定的结构。
于是物质开始流动了起来,也就成为了我们通常所说的液态。不过,尽管分子与原子开始剧烈运动,物质固定的结构被打破,但是分子与原子间的相互吸引力并不会因此消失,所以液体仍然是一种紧密的物质。当我们对液体继续加热,物质内部的分子和原子运动更为剧烈了,在剧烈运动的过程中,分子与原子间的距离逐渐拉大,相互之间的引力作用减弱,几近消失,物质表现为很容易飘散,这就是物质的气态。可见,常见的三态是对物质内部分子和原子运动剧烈程度的描述,而上面所说的火焰则是一种等离子态物质。
等离子态描述的不再是分子或原子之间的运动,而是原子周围电子的运动状态。对于三态物质而言,无论原子的运动多么剧烈,就每一个原子而言,其电子都是围绕原子紧密运行的。而等离子态的物质不是,在等离子态物质中,电子不再围绕单一原子核进行运动,而是会在原子之间四处游荡穿梭、不断流动。不仅仅火焰是等离子态物质,我们常见的闪电、极光都是等离子态物质,而且纵观整个宇宙,近乎于99%的物质都是等离子态。比如像太阳一般的恒星,全都是一个个巨大的等离子态球体。而宇宙中更为神秘的天体,比如中子星则又是另一种形态的物质所组成,我们称之为中子态。
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