第7节物质的组成

物质是用什么构成的？

这个问题可能很早就出现在人们的脑海中。

春秋时中国的五行理论，其中有。

后来五行成为一种包罗万象的体系，从伦理到中医等等不一而足。

古希腊时期，恩培多克勒提出四元素组成万物。

后来德谟克利特提出原子论，指出万物是由不可分之物（原子）构成。

这是一种构思，缺乏实证。

爱尔兰人波义耳给出了一个可行的定义：元素是一种单纯的物质，不能使用物理或化学方法分解为更简单的物质。

后来英国人道尔顿又重新提出了原子论。

此时已有大量元素被发现，他认为：元素均由不可再分的微粒组成。

这种微粒称为原子。

原子在一切化学变化中均保持其不可再分性。

这一观点重复了德谟克利特的观点，当然他还提出了一些可验证的推论。

部分正确部分错误。

不过毕竟是可验证的理论，最终原子理论于二十世纪初广泛接受。

意大利人阿伏伽德罗提出了分子论，认为分子是物质组成的基本单元，而分子是由原子构成。

这些原子数量及元素类型决定了分子的性质，最终决定了物质的属性。

我们常见的物质存在状态是固态、液态、气态，通常称为固体、液体、气体。

这些状态的区别就在于分子之间的关联方式不同。

固体：分子保持位置不变，间距很小（与分子大小相比）仅在固定位置附近轻微振动。

液体：分子无固定位置，间距相对固体情况要大，但整体还还能保持完整性。

气体：分子不仅无固定位置，间距非常大，必须施加外因才能维持（引力或密闭容器）不扩散消失。

无论物体什么状态，其分子都在运动，程度与温度相关。

温度越高，运动越快。

换而言之，温度就是分子运动平均状况的指标。

对于固体而言，当温度越来越高，分子的振动越来越剧烈，维持固体各分子保证自己位置的约束相对越来越弱。

某些分子因为振动更剧烈而离开原始位置，则固体开始熔化为液体。

液体分子没有固定位置，导致可以流动。

但整体还可以保持分子不脱离集团。

当温度更高，分子运动更快时，某些液体表面分子速度太快，离开液体表面，脱离了液体整体。

当大量液体分子开始离开液体表面，液体开始汽化，成为气体。

气体的分子间距太远，相互之间基本没有关联。

如果没有约束存在，分子就消失得无影无踪。

前面讨论了液体和气体的压力。

在地球表面，比如某块钢板。

空气中大量分子快速运动，撞击到钢板。

这些撞击的整体效果就是大气压力。

同样钢板置于水中，大量水分子撞击效果就是水的压力。

可以看到，钢板面积越大，则撞击效果越明显，对应压力就越大。

我们通常使用压强来定义压力效果。

就是固定受压面积，来测定压力大小。

测定的压力就定义为压强。

压强=压力/面积。

通常的大气压就是指大气压强。

思考：

1温度是分子运动速度的平均指标。

那么就存在某些分子运动速度远大于平均速度，某些分子速度远小于平均速度。

冬天天寒地冻，在外面晾衣服，衣服上都结冰。

但是晾一段时间，衣服还是可以晾干，就是这个原因。

同样情况，液体表面的某些分子也可以脱离表面，成为气态分子。

如果将液体保持着密闭环境，将气态分子清除，对液体而言，其状态有什么变化？

2热量在不同温度的物体之间传递。

实质是分子平均运动速度降低，就意味这热量流失。

分子平均运动速度升高，就是吸收热量。

注意，只是分子平均运动速度，并不涉及分子数量和分子密集程度问题。

前面曾经提到，温度有下限，-27315c，而没有上限。

原因就是分子运动速度（正常情况下，宏观规模的运动是有方向的。

速度就是某方向上的运动快慢程度，速度概念里面包含了方向因素。

在分子级别时，讨论的是大量分子的速度大小，不涉及方向）最低为0，就是完全不运动。

无法为负。

原理上而运动速度可以任意快，也就是温度没有上限。

但实际上速度也有上限，最快不超过光速（爱因斯坦相对论要求。

2011年9月22日，意大利格兰萨索国家实验室接收730公里以外的从欧洲核子研究组织发射的中微子束的时候，发现中微子比光子提前607纳秒到达目的地，意味着有超过光速的情况出现。

2011年11月17日重复验证。

2012年2月报道，有可能是实验误差导致的情况。

也就是说超光速尚未证实存在。）。

温度定义，如果以温度下限为基准，定义为0度，这就是热力学温度定义，以英国人开尔文的名字命名，使用k来表示。

0k=-27315c，0c=27315k。

如果让1个分子完全静止，这算不算达到0k呢？

3地球大气离地面85公里至800公里之间称为热层，最高温度可达2000c那么宇航员所穿的宇航服会不会因为热而损坏？

4同质量的冰体积居然比水体积大，是否意味着固态情况下分子距离大于液态呢？

事实上冰的分子和水的分子形状不同！

虽然组成相同，冰中的水分子像张开翅膀的蝴蝶，而液态

（本章未完，请翻页）水分子则是蝴蝶的翅膀稍稍收拢。

同时也说明水分子之间的间距与冰中水分子之间间距没多大差距。

5同体积酒精和同体积水混合，结果体积并没有达到原体积的两倍。

表明某种液体的分子间隙过大。

而某些液体分子过于稠密，表面看起来不像液体，而像固体。

沥青，常用于公路铺设、防水密闭材料、建筑结合剂（注意不是柏油，沥青来自石油，柏油来自煤焦油）。

澳大利亚昆士兰大学进行了一项沥青滴漏实验，以表明沥青是液体。

用了60年时间滴出8滴。

6地球内部都是液体，中心是金属液体，外层是岩石液体，就表面薄薄一层固体。

就因为地壳内部是液体，所以地球的薄壳相当于漂浮在液体上，可以移动。

我们所能观察的地球历史，就是外壳漂移和沉浮的历史。

7地球表面山的极限。

自从印度次大陆撞上欧亚板块后，青藏高原就开始形成，撞击部位形成了喜马拉雅山脉，持续在上升中。

那么山脉是否会持续上升，没有终止呢？
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