4、物體究竟存在著幾種狀態(tài)?
是呀,物體到底存在著幾種狀態(tài)呢?之前如果有人問這個(gè)問題,所有人一定都會(huì)毫不猶豫地回答:三種,即氣態(tài)、液態(tài)、固態(tài)。因?yàn)椋瑥奈覀兘佑|物理、化學(xué)的那天起,就是這么學(xué)的??墒墙裉?,沒有一個(gè)人做聲。
“好吧,我們不妨先來回顧下常說的三態(tài)?!笨吹綀?chǎng)面凝重,笨笨熊博士拋出了一個(gè)話題。
“在氣態(tài)中,組成氣體的分子或者原子的能量非常高,各個(gè)分離的分子間的引力較低,以致各個(gè)分子可以獨(dú)立進(jìn)行不規(guī)則的運(yùn)動(dòng)。如果分子或者原子的能量降低到某點(diǎn),那么分子就不能在保持其獨(dú)立性,而相互之間發(fā)生關(guān)聯(lián),但是,這個(gè)時(shí)候,還有足夠的能量可供給分子進(jìn)行運(yùn)動(dòng),是分子在其他分子之間流動(dòng),這就是液體。比如水。假使分子的能量再進(jìn)一步降低,分子間的聯(lián)系就更加密切,各個(gè)分離的分子不再相互運(yùn)動(dòng),而是被固定到了某個(gè)位置上,這個(gè)時(shí)候,我們就稱它們?yōu)楣虘B(tài)。比如,水結(jié)成了冰?!绷餍怯晗冉舆^了話題。
趁著流星雨喝水的工夫,謝靈接著說道:“打個(gè)比方說,處于氣態(tài)的物質(zhì),其分子與分子之間距離很遠(yuǎn),幾乎像宇宙空間中的星球那樣分散。然而,對(duì)于液態(tài)物質(zhì)來說,構(gòu)成它們的分子彼此已靠得很近,分子一個(gè)挨著一個(gè),它的密度要比氣態(tài)的大得多。拿水中的H2O(水分子)來說,它們就像鏈條一樣,一個(gè)接一個(gè)構(gòu)成一條水分子的長(zhǎng)鏈。雖然水分子已經(jīng)彼此緊靠在一起,但構(gòu)成水分子的二個(gè)氫原子和一個(gè)氧原子,它們之間還離得很開。對(duì)于固態(tài)物質(zhì)來說,構(gòu)成元素是以原子狀態(tài)存在的,而且固體中的原子一個(gè)挨著一個(gè),組成一個(gè),‘點(diǎn)’陣,就像造房子的腳手架那樣,相互攀拉,牢牢地結(jié)合在一起,這就是固體比液體硬的原因?!?/p>
“很好,這樣想就對(duì)了?!北勘啃懿┦课⑿χ粗⒆觽?。
愛提問的三三開始發(fā)問了:“嗯,物質(zhì)的這三種存在形式為我們提供了空氣、水和生活的陸地,然而,好像物質(zhì)并不是嚴(yán)格地按照這三種狀態(tài)存在著的,在它們之外,還有著其他存在的形式,那么,這些究竟是什么呢?”
莫莫又習(xí)慣性地上網(wǎng)搜索了:原子是由原子核和電子組成的,通常情況下電子都圍繞著原子旋轉(zhuǎn)。然而在幾千攝氏度以上的高溫中,氣態(tài)的原子開始拋掉身上的電子,于是帶負(fù)電的電子開始自由自在地游逛,而原子也成為帶正電的離子。溫度愈高,氣體原子脫落的電子就愈多,這種現(xiàn)象叫做氣體的電離化。科學(xué)家把電離化的氣體,叫做“等離子態(tài)”。除了高溫以外,用強(qiáng)大的紫外線、X射線和丙種射線來照射氣體,也可以便氣體轉(zhuǎn)變成等離子態(tài)。也許你感到這種等離子態(tài)很稀罕吧!其實(shí),在廣漠無邊的宇宙中,它是最普遍存在的一種形態(tài)。因?yàn)橛钪嬷写蟛糠值陌l(fā)光的星球,它們內(nèi)部的溫度和壓力都高極了,這些星球內(nèi)部的物質(zhì)幾乎都處在等離子態(tài)。這是物質(zhì)的第四種狀態(tài)。處于等離子態(tài)的物質(zhì),電子與原子核“身首異處”,彼此離開。在白矮星里面,壓力和溫度更高了。在幾百吉帕氣壓的壓力下,不但原子之間的空隙被壓得消失了,就是原子外圍的電子層也都被壓碎了,所有的原子核和電子都緊緊地?cái)D在一起,這時(shí)候物質(zhì)里面就不再有什么空隙,這樣的物質(zhì),科學(xué)家把它叫做“超固態(tài)”。白矮星的內(nèi)部就是充滿這樣的超固態(tài)物質(zhì)。在我們居住著的地球的中心,那里的壓力達(dá)到350吉帕左右,因此也存在著一定的超固態(tài)物質(zhì)。假如在超固態(tài)物質(zhì)上再加上巨大的壓力,那么原來已經(jīng)擠得的原子核和電子,就不可能再緊了,這時(shí)候原于核只好宣告解散,從里面放出質(zhì)子和中子。從原于核里放出的質(zhì)子,在極大的壓力下會(huì)和電子結(jié)合成為中子。這樣一來,物質(zhì)的構(gòu)造發(fā)生了根本的變化,原來是原子核和電子,現(xiàn)在卻都變成了中子。這樣的狀態(tài),叫做“中子態(tài)”。中子態(tài)物質(zhì)的密度更是嚇人,它比超固態(tài)物質(zhì)還要大十多萬倍呢!一個(gè)火柴盒那么大的中子態(tài)物質(zhì),重30億噸,要有960000多臺(tái)重型火車頭才能拉動(dòng)它!在宇宙中,估計(jì)只有少數(shù)的恒星,才具有這種形態(tài)的物質(zhì)。
而問題在于,假如剛才看到的那個(gè)一閃而過的影子真的存在的話,它是一種什么樣狀態(tài)的物質(zhì)呢?大家又陷入了沉思。
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