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温度变化会对物质产生哪些影响

导读:我们来了解一下随着温度的变化会对物质产生哪些影响? 最简单的就是随着温度逐渐升高,在一个大气压的环境下,水从低于0摄氏度的固态进入液态,在大于100摄氏度时变成气态。水


返回列表 来源:未知 发布日期:2023-08-03 12:07【
我们来了解一下随着温度的变化会对物质产生哪些影响?

最简单的就是随着温度逐渐升高,在一个大气压的环境下,水从低于0摄氏度的固态进入液态,在大于100摄氏度时变成气态。水的液化、凝固、融化、气化、凝华、升华都属于水的相变过程。

所以我们看到,温度对物质的一个影响就是温度可以引起物质发生相变。所谓相变实质上就是物质的状态突然发生了改变的过程。

我们肉眼可见的融化、气化相变都是物质的体积发生了明显的改变。但是除此之外,有些物质会随着温度的改变,发生一些肉眼不可见的结构变化。由于物质的结构决定其性质,所以相变就会引起物质某些性质的变化。

比如对于一些金属来说,在温度变化到一定的温度以下时,就会出现超导的性质。

表面上看,这个金属还是属于固体,但是已经变成了另一种具有不同结构的固体了,这也是发生了一次相变。而这个相变过程被称为超导相变。

那么物质形态改变的相变过程,和物质形态不发生改变的相变过程有什么区别呢?其本质上的差异是什么呢?

爱伦费斯特在1933年对相变做了分类。根据热力学的基本定律,每一种物质都存在着一个描述其所蕴含的能量大小的物理量,被称为吉普斯函数G。

注意这里的吉普斯函数G和物质的内能U不一样,内能U只和物质的温度有关系,而吉普斯函数还与物质的熵、压强和体积等状态有关。二者之间的关系为:G=U-TS+PV[2]。

其中S是熵,表征物质系统的混乱程度。比如对于同一种物质来说,气体比液体其内部的分子排列更混乱,所以气体的熵更大。而1mol物质的吉普斯函数就是化学势μ。

我们知道,在水的气化或者融化过程,都需要从外界环境中吸收热量。完成相变所吸收的热量被称为相变潜热L。