《大学物理》课程教学资源（文献资料）物态与相变

物态与相变 众所周知，世界是由物质组成的，物 质科学的研究成就向我们展示了一个大 到总星系、星系团、银河系、太阳系、 哈勃半径 粒子 超星系 地球、月球，小到分子、原子、原子核、 E+27 星系团 原子核 E+24 粒子的结构层次。从空间尺度上讲，己 E+21 银河系 E-12 知的物质世界在以米为单位的尺度上， 原 E+18 E09 E+15 至少跨越了42个数量级 E0 (10-16~102的米)。以时间表征物质运 细胞 阳 DNA长度 动的持续性，物质时间尺度的数量级从 木阳 人类 山脉 2°粒子寿命的105s到宇宙年龄的 图1物质的空间尺度阶梯 1083,跨越了43个阶梯（如图2所示）· 在以千克(kg)标准单位对物质惯性和万有引力强度性质进行描述时，物质的静质量尺度的 数量级梯度是如图3所示的87个数量级。 现代科学已经证实，在这千姿百态、变化多端的物质世界中，一切物质都是由大量微 观粒子组成的。它们在特定温度和压力下相互集聚，构成一定的稳定结构，这就是物质的 种状态，简称物态。一般说来，任何一种物质在不同温度、压力以及外场（如引力场、电场 磁场等)影响下将呈现不同的物态。有时一种物质在某种温度、压力下可能有几种不同状态 同时存在。在一定条件下，物质的各种聚集态可以相互转化。物质中具有相同化学成分和品 体结构的部分被称为相。相与相之间的转变叫相变

众所周知，世界是由物质组成的，物 质科学的研究成就向我们展示了一个大 到总星系、星系团、银河系、太阳系、 地球、月球，小到分子、原子、原子核、 粒子的结构层次。从空间尺度上讲，已 知的物质世界在以米为单位的尺度上， 至少跨越了 42 个数量级 （ ）。以时间表征物质运 动的持续性，物质时间尺度的数量级从 粒子寿命的 到宇宙年龄的 ，跨越了 43 个阶梯（如图 2 所示）。 在以千克（kg）标准单位对物质惯性和万有引力强度性质进行描述时,物质的静质量尺度的 数量级梯度是如图 3 所示的 87 个数量级。 现代科学已经证实,在这千姿百态、变化多端的物质世界中, 一切物质都是由大量微 观粒子组成的。它们在特定温度和压力下相互集聚, 构成一定的稳定结构, 这就是物质的一 种状态,简称物态。一般说来, 任何一种物质在不同温度、压力以及外场(如引力场、电场、 磁场等)影响下将呈现不同的物态。有时一种物质在某种温度、压力下可能有几种不同状态 同时存在。在一定条件下, 物质的各种聚集态可以相互转化。物质中具有相同化学成分和晶 体结构的部分被称为相。相与相之间的转变叫相变

1时标(s m(kg) m(kg m(kg) 大气 目前观测所及 r0 的字宙 出现古】 中子 F8- 人类文明廷 大型运洋轮 1立方米水 地球自转周期( 银河系 1升水 00000 中子的寿命 0 一百米赛跑世界名 一角硬币 蜜蜂胡膀 超快速摄影的司 铅笔记号 一子的寿命 100 细菌 黑'介子的寿命 5装味0o 10 子的寿命 总0叫 流感病毒 ·介子的寿命 0 血红蛋白分子 》·超子的寿国 氧分子 共服态的寿命 大山 103十2粒子的寿命 图3物质的质量尺度阶梯 困2物质的时间尺度形w 物态的基本类型 “般情况下，根据物质的宏观状态来区分物质的状态。把具有固定形状和体积的物态叫 固态：把虽具有一定体积，但外形随容器而变，且易于流动的状态叫液态：没有固定形状和 体积，能自发充满任何容器的状态称为气态。这就是人们常说的物质“三态“。 从广义上讲，特别是从物质的微观结构和无序性（或有序性）来考虑，物质的状态可以有 结晶态、非晶态、液态、液品态、气态、等离子态、超流态、超固态、中子态、黑洞等

一般情况下, 根据物质的宏观状态来区分物质的状态。把具有固定形状和体积的物态叫 固态； 把虽具有一定体积,但外形随容器而变, 且易于流动的状态叫液态；没有固定形状和 体积, 能自发充满任何容器的状态称为气态。这就是人们常说的物质"三态"。 从广义上讲,特别是从物质的微观结构和无序性(或有序性)来考虑, 物质的状态可以有 结晶态、非晶态、液态、液晶态、气态、等离子态、超流态、超固态、中子态、黑洞等

中子 超高压 ,金氨等 高压 常 液态 低 超低压 真空 图4设想的物态总图 图5运用超导技术制造的超导列车具有广阔的前绿

图 4 设想的物态总图 图 5 运用超导技术制造的超导列车具有广阔的前景