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  • 介绍

    物质的属性

    • 物质必须有质量
    • 物质必须占据空间

    物质

    • 不同种类的物质
      • 固体的形状无法改变，体积也不能改变
      • 液体的形状可以改变，但体积不变
      • 气体的形状和体积都可以改变

    状态变化

    • 固体 → 液体：熔化
      • 发生在固定的温度下
    • 液体 → 固体：冻结
      • 发生在固定的温度下
    • 气体 → 液体：凝结
      • 不发生在固定的温度下
    • 液体 → 气体：沸腾
      • 发生在固定的温度下
    • 蒸发不发生在固定的温度下

    粒子理论

    • 物质是由粒子组成的；
    • 粒子是极其微小的，当前的科学仪器无法观察到它们；
    • 不同种类的粒子有不同的大小；
    • 粒子之间必定存在空隙；
    • 粒子总是在运动。

    扩散

    • 观察到的粒子运动中的一种常见现象；
    • 粒子总是向密度较低的地方扩散。

    布朗运动

    • 粒子碰撞后，朝随机方向运动；
    • 在烟雾实验中观察到；
    • 由罗伯特·布朗于1827年发现；
    • 在观察花粉颗粒时发现。

    粒子模型

    • 模拟粒子运动的模型；
    • 能够解释：
      • 三种物质的状态；
      • 气体压力；
      • 密度；
      • 热膨胀和收缩；
      • 热量使粒子更加剧烈地运动。

    三种物质的状态

    • 固体：
      • 粒子不能自由移动；
      • 粒子只能在固定位置振动；
      • 粒子保持固定形状。
    • 液体：
      • 粒子没有固定形状；它们的形状依赖于容器的形状；
      • 粒子有固定体积；
      • 粒子可以相互滑动；
      • 粒子不像气体那样自由移动。
    • 气体：
      • 粒子在各个方向上自由移动；
      • 形状和体积依赖于容器的形状。

    气体压力

    • 指气体对表面施加的压力；
    • 测量单位：帕斯卡（Pa）；
    • 可使用博尔登表或压力传感器测量；
    • 存在于空气中，这时称为空气压力或大气压力。

    真空

    • 空气的缺失；
    • 马格德堡半球实验：
      • 两个中空的半球组成一个空心球；
      • 这两个半球无法分开；
      • 外部的空气压力远大于内部的空气压力。

    密度

    • 密度 = 质量 / 体积
      Density=MassVolume{\(\text{Density}\)} = \(\frac{\text{Mass}}{\text{Volume}}\)
    • 如果物体被浸入液体或气体中：
      • 如果物体的密度小于液体或气体的密度，则物体浮起；
      • 如果物体的密度大于液体或气体的密度，则物体下沉。
    • 水的密度 = 1

    热气球

    • 热气球内有一个发动机；
    • 随着发动机加热，气球内的粒子运动更剧烈，粒子之间的距离增大；
    • 气球内空气的密度减小，气球因此浮起。

    船只

    • 船的整体密度低于水的密度，因为船内有大量空气；
    • 这样船就能浮在水面上。

    潜艇

    • 潜艇的沉浮取决于压舱舱；
    • 当压舱舱充满海水时，潜艇下沉；
    • 当海水被泵出时，潜艇上浮。

    热膨胀和收缩

    • 当物体加热时，粒子运动更剧烈，粒子间的距离增大；
      • 这使得物体变大，发生膨胀；
    • 当物体冷却时，粒子运动减弱，粒子间的距离变小；
      • 物体变小，发生收缩。

    双金属条

    • 由两条由不同金属制成的金属条组成；
    • 这些金属的膨胀程度不同；
    • 加热时，金属条弯曲，因为一条金属条膨胀得更多；
    • 常用于：
      • 温控器：当电器过热时，温控器内的双金属条膨胀，从而断开电路，停止电器工作；
      • 火警报警器：当报警器过热时，电路闭合，报警器响起，提醒人们逃生。