初中課本就講過,這個世界的常見物質分為三種狀態,分別是固態、液態和氣態。但我們一直所稱的世界也不過是地球之內,在這一前提下,我們肉眼可見的事物大多數也確實是固液氣三態。不過有些事物的邊界也不太好界定,比如火,火又是什麼態呢?
常見的「態」
想了解火是什麼態的,物質常見三種狀態的定義就一定要知道。
固態:嚴格意義上來說,我們應該稱這種狀態為「結晶態」。固態最突出的特徵就是有一定的體積和形狀,內部的分子和原子呈現一種規律的排列順序。並且每個分子和原子的位置都是固定的,一般不會發生變動。液態:與固態最大的不同,就是液態有一定的體積,但沒有一定的形狀。不過這並不代表液態就沒有結晶體,液態的類晶體太小了,我們無法看到。就像擁擠路段上的一輛輛汽車,這些汽車就類似液態中的結晶體。雖路段依舊擁堵,但車與車之間可以相互運動,液態中的流動就是這個道理。氣態:我們都知道液體加熱會變成氣態,這是因為這種狀態下的分子和原子的運動更加迅速。氣態下的物質都是無規則運動的,我們一般默認三態中氣態的物質流動性是最強的,所以太沒有固定的形狀,也沒有固定的體積。當然以上三態只是常見的物質狀態,火併不是物質,所以火不屬於固態、液態和氣態中的任何一種。
低溫與高溫大不相同
那麼火是什麼呢?物質在燃燒過程中會進行強烈的氧化反應,其能量會以光和熱的形式釋放。所以總的來說,火只是能量的一種形式。當火的溫度較低時,我們還勉強可以稱火焰是氣態的。也只能是勉強,此時根據能量守恆定律,火併不會使物質的原子消失,只會通過氧化反應迅速轉換分子之間的狀態。
當溫度夠高時(數千攝氏度以上),火的形式也將發生新的變化,會出現一種全新的狀態——等離子態。這種狀態類似氣態,與之最大的差別就是等離子態下的原子會甩掉身上的電子。溫度越高,原子身上的電子就越少。我們也可以把等離子態看作氣體的電離化,火在高溫時的狀態正是這種等離子態。
其它的「態」
其實等離子態並不罕見,只是由於我們生活在地球,眼睛看不到更神奇的現象。但在無邊的宇宙裡,等離子態可能是最普遍的一種形態。超高溫的恆星、巨大的紅巨星都有著極高的內部溫度,就連我們熟知的太陽,其表面溫度都有5500攝氏度左右的高溫。這些星球的內部物質幾乎都是等離子態,所以不是等離子態很罕見,只是我們看不見。
除了等離子態,不常見的物質狀態還有很多,如超固態和中子態。不過宇宙中擁有這兩種狀態物質的星球也是少數,它們大多會出現在密度極大的星球上,如白矮星和中子星。