粒子视角 · 物态实验台
温度、压强一变,粒子为什么会“换队形”?
把同一种物质想成一群受相同分子间作用力牵着的粒子:温度让它们动得更快,压强把它们挤得更近。拖动两个滑块,观察三态的相对变化。
观察窗:粒子怎样运动
液态倾向粒子较近、能彼此滑动
一个粒子
靠得较近时,相互吸引更显著
相对粒子间距中等
相对运动强弱适中
相对作用表现可感知
调节条件
滑块只改变这个固定作用力模型中“热运动”和“挤压”的相对强弱。
较低:动得慢较高:动得快
较低:挤压弱较高:挤压强
保持不变:粒子种类与分子间作用力强弱。现在比较的,是热运动与作用力、挤压之间的相对“拉扯”。
此刻的判断:热运动与相互吸引相当,粒子仍靠得较近,却能改变相对位置,因此呈液态倾向。
小挑战
加热,为什么不一定立刻升温?
设想一份纯物质在压强不变时正在熔化或沸腾。依次点选下方三个阶段,看同样是“继续供热”,能量去了哪里。
阶段 1:能量主要让粒子平均动得更快,所以温度上升。
先自己判断
一杯纯水在恒定压强下已经到达沸点。继续稳定加热、且仍有液体存在时,温度最可能怎样?
提示:别急着把“吸热”直接翻译成“升温”。先想一想:粒子之间的距离改变,需要不要能量?
带走这一句:在相变过程中,供给的能量主要用于克服粒子间的作用、拉开或重排粒子,而不是继续增加平均动能;因此,纯物质在压强恒定时会出现温度暂时不变的阶段。