全球观天下！质能概述论(8)

物 态

物态是物质存在的状态。在我们日常生活中，物质常常以三态的形式存在，即固态、液态和气态。这三态的物体都是以分子形式存在，但在宏观表现不同，宏观的不同是因为微观的差异所导致。组成固体的分子是在固定的平衡位置振动，其分子间比较紧密。组成气体的分子是在某一平衡位置振动一段时间后，改变到另一平衡位置振动。组成气体的分子的运动比较自由，它们可以远离平衡位置运动，分子间距离大，分子间的作用力比较弱。一般情况下从固体到气体，分子变得比较松散，分子间的作用力比较弱，分子活动比较自由。

除了以上常见的三态之外，物质还有等离子态和超固态两种存在形式。等离子态的物质为等离子体，主要由自由电子和带电离子组成，当然还包含有一些中性粒子。我们知道，物体一般由分子组成，分子由原子核和核外电子形成的原子构成；当原子失去(或得到)电子，就变成离子；而原子核里面又由质子和中子组成。当物体加热到一定高的温度或在其他条件下，电子脱离原子核成为自由电子，这样物体就变成由正的原子核和负的电子均匀混合组成的物质体，由于其正负电荷相等，物质呈电中性，所以人们称此为等离子体。

(资料图片仅供参考)

超固态是物质存在状态的第五态，超固态的物质叫超固体。在一百四十万大气压之上，组成物质的原子就被压碎，压碎了原子的电子通通被挤出原子而形成电子气体，裸露的原子核紧密地排列，被挤出来的电子也紧密分布，其物质密度极大，这样的物质被称作超固体。宏观物体除了以上五种物态的存在形式以外，还有其它的存在形式，比如中子星，就是以中子的形态存在的星体。一些恒星演化到末期，在极度超强的压力作用下，电子被压到原子核里面，使质子和电子结合而变成中子，然后和原子核原来的中子，一同被挤成独立的中子，形成了主要由中子组成的中子星。

微观世界，物质以微观粒子的形态存在。当然物质除了以实物粒子的形式存在之外，还可以以纯能量场的形态存在，如电磁场、引力场等等。物质不管以什么样的形式存在，但最终都可归结为物质存在的统一形态质能态。物质以质能的形态存在于客观实际，质能形态的物质又可细分为两种形态，即纯能量形态的物质和质量形态的物质，而这两种形态的物质都以场的形式体现于客观自然中。

所以说，物质以质量和能量的质能形态存在，用场的方式体现于客观实际；物质以运动的形式发展变化，用时空的方式表现于客观自然的长河里。这就是我常常说的一句话，存在性和运动性是物质的天性。这两种天性都以场的方式体现，所以场也是物质与生俱来的性质；这两种天性又产生了物质的存在能和运动能，即产生了能量，所以能量也是物质与生俱来的。值得强调的是，存在性和运动性是场和能量的源。故，物质也称质能，质能俗称物质；物质以不同的状态存在，物态之间的变化叫作物态变化。

物态变化

在中学时代我们就知道，物体的状态是可以发生改变的，如水、冰和水蒸气之间可以转化。物体状态之间的转化叫作物态变化。当然除了这三态之间的转化，其它物态之间也可以转化，只不过比以上三态的变化难了一点而已。比如，质量和能量之间的转化，原子核方程中的质量亏损，就是根据爱因斯坦质能方程E＝cm²，把少了的质量变成了纯能量；原子弹爆炸释放的巨大能量也是如此。

物质的存在状态之间可以转化，但这过程中涉及能量的转换。比如固体变成液体需要吸热；液体变为固体是放出能量的过程。再比如，原子弹爆炸释放出了巨大的能量，但没有刚开始给予它一定的能量，它也不可能爆炸。所以一个系统的存在状态要发生改变，或者它必须与外界发生作用，必须有能量的转换；或者由于其内部的扰动，进而导致了能量的转换。即没有力，物态不可能有变化；即使有力，如果没有质能功，物态变化也不可能进行。换句话说，物态变化是在力的作用下通过做质能功完成的。

在质能功的过程中，物态可以变化。但有人说，有的物态可以顺着变，也可以逆着变；而有的物态变化却不具可逆性。如水变成冰，冰变成水，在这两个变化过程中，水和冰的多少可以不变。但是，物体的动能变成热能以后，那些热能就不可能全部变回成动能。根据热力学第二定律，功可以自由的全部变成热；热不可能自由地全部变成功，而不引起其他的变化。这是为什么呢？因为热力学第二定律不仅涉及能量转换问题，还涉及运动转换问题。这里的功和动能，对应于宏观物体的运动，而热对应于微观物质的运动。宏观物体的运动是微观粒子步调一致运动的外在体现。要把步调一致的宏观运动变成随机的微观运动比较容易；但是要把微观粒子的随机运动再全部变回成步调一致的、宏观物体的运动，几乎是不可能的事情。

所以物态之间可以转化，不过有的是直接转化，如水和冰的转化；有的是间接的转化，如冰和水蒸气的转化，可能会通过中间水的过程；有的是可逆转化，如冰和水的正反转化；有的是不可逆转化，如热和功的来回转化。物态逆着转化不能完美地回到原状态，是因为物态变化过程中涉及物质的运动，如做功中的动能可以变成热能，但这些热能就不能在不影响其他的情况下全部变成动能。导致这一现象的本质原因是，物质具有的两个天性，即存在性和运动性。单从存在性来讲，一个孤立系统中，物质的存在状态完全可以可逆转化，只是转化的条件可能不相同而已；但是运动性掺和进去，就不能那么随随便便的转化喽！

综上所述，第一，物态是物质存在的状态，从宏观上分为，质量存在的物质态和纯能量存在的物质态。第二，物态变化需要质能的转换或交换。第三，物态转化过程中，如果涉及运动性的转化，就存在不可逆性。能子源版权，违之必究(包括图片在内)！

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