【阅前提示】本篇出自『数理化自学丛书6677版』，此版丛书是“数理化自学丛书编委会”于1963-1966年陆续出版，并于1977年正式再版的基础自学教材，本系列丛书共包含17本，层次大致相当于如今的初高中水平，其最大特点就是可用于“自学”。当然由于本书是大半个世纪前的教材，很多概念已经与如今迥异，因此不建议零基础学生直接拿来自学。不过这套丛书却很适合像我这样已接受过基础教育但却很不扎实的学酥重新自修以查漏补缺。另外，黑字是教材原文，彩字是我写的注解。

【山话嵓语】『数理化自学丛书』其实还有新版，即80年代的改开版，改开版内容较新而且还又增添了25本大学基础自学内容，直接搞出了一套从初中到大学的一条龙数理化自学教材大系列。不过我依然选择6677版，首先是因为6677版保留了很多古早知识，让我终于搞明白了和老工程师交流时遇到的奇特专业术语和计算模式的来由。另外就是6677版的版权风险极小，即使出版社再版也只会再版80年代改开版。我认为6677版不失为一套不错的自学教材，不该被埋没在故纸堆中，是故才打算利用业余时间，将『数理化自学丛书6677版』上传成文字版。  

第七章物态的变化

【山话||  本系列专栏中的力单位达因等于10⁻⁵牛顿；功的单位尔格等于10⁻⁷焦耳；热量的单位卡路里等于4.186焦耳。另外这套老教材中的力的单位常用公斤，如今是不允许的，力是不能使用公斤为单位的。】  

本章提要

        这一章的主要内容是在分子运动论的基础上来研究物质的气态、液态、固态之间相互变化的过程、规律及其应用。

1、熔解和凝固

        熔解和凝固是固态和液态之间的变化过程。

        (1)物质从固态变成液态的现象叫做熔解，从液态变成固态的现象叫做凝固。

        晶体要在一定的温度下才能熔解，这个温度叫做熔点。晶体也只有在一定的温度时才能凝固，这个温度叫做凝固点。同一物质的固点跟它的熔点相同。

        非晶体在熔解和凝固过程中温度总是在不断地改变，所以非晶体没有一定的熔解温度和凝固温度。

        晶体的熔点决定于物质的种类、杂质含量和它所受的压强。

        (2)晶体在熔解的时候要吸热，在凝固的时候要放热单位质量的晶体在熔点变成同温度的液体时所吸收的热量，叫做这种晶体的熔解热。

        单位质量的液体在凝固点变成同温度的晶体所放出的热量，等手它的熔解热。

        晶体在溶解时，由固态分子热运动转变成液态分子热运动的过程需要外界供给一定的热量，这些热量不是用来增加分子的平均动能，而是用来改变分子之间的势能。因此，在熔解的过程中虽然对它继续进行加热，但晶体温度并不升高，例如冰的熔解热＝80卡/克。

        (3)大多数物质都是熔解时体积膨胀，凝固时体积缩小。只有很少几种物质，如水、铸铁等是熔解时体积缩小，凝固时体积膨胀的。

        (4)熔解时体积膨胀的物质，如果所受的压强增加，它们的熔点就升高。熔解时体积缩小的物质，如果所受的压强增加，它们的熔点就降低。

2、汽化和液化

        汽化和液化是液态和气态之间的变化过程。

        (1)物质从液态变成气态的现象叫做汽化，从气态变成液态的现象叫做液化。

        汽化有两种方式——蒸发和沸腾。蒸发是只在液体表面上进行的汽化过程，沸腾是在液体内部和表面同时进行的汽化过程。在任何温度下，所有的液体都能够蒸发，而沸腾只能在一定的压强和温度下才能进行。在一个大气压下液体的沸腾温度叫做沸点。压强减小，液体的沸腾温度降低。压强增大，液体的沸腾温度升高。

        (2)液体在汽化的时候要吸热，气体在液化的时侯要放热。

        单位质量的液体，变成同一温度的汽时所需要吸收的热量，叫做这种液体的汽化热。液体的汽化热跟温度有关，温度越高，汽化热越小。

        气体在液化的时候放出的热量，等于在同一温度下的汽化热。

        水在 100°C 时的汽化热 L＝539卡/克。

        (3)临界状态：

        (ⅰ)每种物质都有一个特定的温度，在这个温度以上，无论怎样增大压强，气态物质也不会液化。这个温度叫做临界温度。

        (ⅱ)物质处在临界态时，液态和气态之间没有任何区别，连分界面都消失了。这时的汽化热等于零。

        (4)使气体液化的方法是：

        (ⅰ)降低气体温度到临界温度或临界温度以下；

        (ⅱ)增大压强到临界压强或临界压强以上。降低温度和增大压强能使气体分子的动能减少，同时缩短分子之间的距离，迫使气体分子无规则的运动发生变化而变成液体。

        (5)物质从固态直接变成气态的现象，叫做升华。固体在升华的时侯要吸热。

3、未饱和汽和饱和汽

        (1)未饱和汽和饱和汽的性质完全不相同：未饱和汽的压强、体积跟温度的相互关系，是近似地遵循理想气体三定律的。

        (2)在密闭的容器里如果有液体存在，那么容器内部空间的汽一定是这种液体的饱和汽。

        (3)饱和汽的性质：

        (ⅰ)在一定的温度下，如果改变饱和汽的体积，并且保持它始终处于饱和状态，那么它的压强与体积无关。

        (ⅱ)当温度升高时，由于它的密度变大和汽分子运动的乎均速度也增大等两重原因，饱和汽的压强比未饱和汽增加得更强烈一些。

        所以对于饱和汽来讲，理想气体三定律完全不能适用。

        (ⅲ)在相同的温度下，不同种类的液体饱和汽压不同。

        (4)使未饱和汽变为饱和汽的基本方法：未饱和汽变为饱和汽或饱和汽变为未饱和汽的过程，一般是在密闭容器内进行的，设某一密闭容器内原来含有一定质量的未饱和汽：

        (ⅰ)在温度保持不变的情况下，放入足够多的这种汽的液体可以使它变为饱和汽。

        (ⅱ)体积保持不变，而降低它的温度，可以使它变为饱和汽。

        (ⅲ)温度保持不变，而缩小它的体积，也可以使它变为饱和汽。

        (ⅳ)如果降低温度而且缩小体积，那就更容易使它变为饱和汽了。

        (5)使饱和汽变为未饱和汽的基本方法：密闭容器里的饱和汽只要增大汽的体积或升高汽的温度，或者两种方法同时进行，都可以使饱和汽变为未饱和汽。

4、绝对湿度、相对湿度和露点

        (1)绝对湿度：大气中含有的水汽的压强，叫做绝对湿度。

        (2)相对湿度，即  。

        (3)露点：使空气中所含有的水汽达到饱和状态而结露时的温度叫做露点。

复习题七

1、等重量的沸水与冰相混合，冰完全熔解后，其最后平衡温度为 10°C，求冰的熔解热。【冰的溶解热为80卡/克】

2、把 50 克 0°C 的冰与 50 克 40℃ 的水相混合，问最后的混合温度是几度？【最后的温度是0°C】

3、冰的比热是 0.5 卡/克·度，它的熔解热是 80 卡/克。使1千克－30°C 的冰变成 40℃ 的水，需要多少千卡的热量？【共需热量是135千卡】

4、将 500 克处于熔点的液态铅倒入 1 升 22℃ 的水内。铅在水内凝固，同时水的温度升高，并有一部分水变成 100°C 的蒸汽。如果未汽化的水的最后温度是 27°C；那未，变成蒸汽的水的质量是多少？（铅的熔点是 327℃，熔解热是 5 卡/克，比热是 0.03 卡/克·度，水在 100℃ 时的汽化热是 539 卡/克）【变成水蒸气的水的质量为3.27克】

5、在一端封闭的均匀玻璃管内，充满水银，把它倒立在一个较深的水银槽中，然后向管内注入一些乙醚（如图所示）。设大气压强是 75 厘米高水银柱，问在下列各种情况下管内乙醚汽的压强各是多少厘米高水银柱？（乙醚重量不计）(1)温度为 t'℃，管内存有液体，h₁＝50厘米，h₂＝30厘米；(2)温度保持 t'℃，将管向上提高，管内仍有液体 h₁＝62厘米；h₂＝26厘米；(3)温度增加到 t℃，管内液体恰好完全汽化，h₁＝62厘米，h₂＝26厘米；(4)温度保持 t°C，再将管向上提高，h₁＝75厘米。【p₁＝H－h₂＝45厘米高水银柱；p₂＝p₁＝45厘米高水银柱；p₃＝H－h₂＝49厘米高水银柱；p₄＝P₃V₃/V₄＝75-h＝42厘米高水银柱】

6、在一定温度下的饱和汽为什么具有一定的密度？饱和汽压的大小跟哪些因素有关？

7、什么叫做临界状态？

8、怎样才能使气体变成液体？

9、什么叫做露点？用什么方法能够测出露点？

10、当温度是 8°C 时，相对湿度为 40%  。问夜间气温降低到多少度才会有霜出现？我们平常所说的要“降霜”了，从物理意义上来讲，这句话对不对？