4、物体究竟存在着几种状态?

4、物体究竟存在着几种状态?

是呀,物体到底存在着几种状态呢?之前如果有人问这个问题,所有人一定都会毫不犹豫地回答:三种,即气态、液态、固态。因为,从我们接触物理、化学的那天起,就是这么学的。可是今天,没有一个人做声。

“好吧,我们不妨先来回顾下常说的三态。”看到场面凝重,笨笨熊博士抛出了一个话题。

“在气态中,组成气体的分子或者原子的能量非常高,各个分离的分子间的引力较低,以致各个分子可以独立进行不规则的运动。如果分子或者原子的能量降低到某点,那么分子就不能在保持其独立性,而相互之间发生关联,但是,这个时候,还有足够的能量可供给分子进行运动,是分子在其他分子之间流动,这就是液体。比如水。假使分子的能量再进一步降低,分子间的联系就更加密切,各个分离的分子不再相互运动,而是被固定到了某个位置上,这个时候,我们就称它们为固态。比如,水结成了冰。”流星雨先接过了话题。

趁着流星雨喝水的工夫,谢灵接着说道:“打个比方说,处于气态的物质,其分子与分子之间距离很远,几乎像宇宙空间中的星球那样分散。然而,对于液态物质来说,构成它们的分子彼此已靠得很近,分子一个挨着一个,它的密度要比气态的大得多。拿水中的H2O(水分子)来说,它们就像链条一样,一个接一个构成一条水分子的长链。虽然水分子已经彼此紧靠在一起,但构成水分子的二个氢原子和一个氧原子,它们之间还离得很开。对于固态物质来说,构成元素是以原子状态存在的,而且固体中的原子一个挨着一个,组成一个,‘点’阵,就像造房子的脚手架那样,相互攀拉,牢牢地结合在一起,这就是固体比液体硬的原因。”

“很好,这样想就对了。”笨笨熊博士微笑着看着孩子们。

爱提问的三三开始发问了:“嗯,物质的这三种存在形式为我们提供了空气、水和生活的陆地,然而,好像物质并不是严格地按照这三种状态存在着的,在它们之外,还有着其他存在的形式,那么,这些究竟是什么呢?”

莫莫又习惯性地上网搜索了:原子是由原子核和电子组成的,通常情况下电子都围绕着原子旋转。然而在几千摄氏度以上的高温中,气态的原子开始抛掉身上的电子,于是带负电的电子开始自由自在地游逛,而原子也成为带正电的离子。温度愈高,气体原子脱落的电子就愈多,这种现象叫做气体的电离化。科学家把电离化的气体,叫做“等离子态”。除了高温以外,用强大的紫外线、X射线和丙种射线来照射气体,也可以便气体转变成等离子态。也许你感到这种等离子态很稀罕吧!其实,在广漠无边的宇宙中,它是最普遍存在的一种形态。因为宇宙中大部分的发光的星球,它们内部的温度和压力都高极了,这些星球内部的物质几乎都处在等离子态。这是物质的第四种状态。处于等离子态的物质,电子与原子核“身首异处”,彼此离开。在白矮星里面,压力和温度更高了。在几百吉帕气压的压力下,不但原子之间的空隙被压得消失了,就是原子外围的电子层也都被压碎了,所有的原子核和电子都紧紧地挤在一起,这时候物质里面就不再有什么空隙,这样的物质,科学家把它叫做“超固态”。白矮星的内部就是充满这样的超固态物质。在我们居住着的地球的中心,那里的压力达到350吉帕左右,因此也存在着一定的超固态物质。假如在超固态物质上再加上巨大的压力,那么原来已经挤得的原子核和电子,就不可能再紧了,这时候原于核只好宣告解散,从里面放出质子和中子。从原于核里放出的质子,在极大的压力下会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。这样的状态,叫做“中子态”。中子态物质的密度更是吓人,它比超固态物质还要大十多万倍呢!一个火柴盒那么大的中子态物质,重30亿吨,要有960000多台重型火车头才能拉动它!在宇宙中,估计只有少数的恒星,才具有这种形态的物质。

而问题在于,假如刚才看到的那个一闪而过的影子真的存在的话,它是一种什么样状态的物质呢?大家又陷入了沉思。

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