液体 えきたい (英語 えいご :Liquid )是 これ 物 もの 质的四个基本状态之 これ 一 いち (其它状 じょう 态有固体 こたい 、气体 、等 とう 离子体 たい ),没 ぼつ 有 ゆう 固定 こてい 的 てき 形状 けいじょう ,但 ただし 有 ゆう 一定 いってい 体 たい 积,具有 ぐゆう 移 うつり 动与 あずか 转动 等 とう 运动性 せい 。液体 えきたい 是 ぜ 由 よし 经分子 ぶんし 间作用 よう 力 りょく 结合在 ざい 一起的微小振动粒子(例 れい 如原子 げんし 和 わ 分子 ぶんし )组成。水 みず 是 ぜ 地球 ちきゅう 上 うえ 最 さい 常 つね 见的液体 えきたい 。和 わ 气体一 いち 样,液体 えきたい 可 か 以流动,可 か 以容纳于各 かく 种形状 じょう 的 てき 容器 ようき 。有 ゆう 些液体 たい 不易 ふえき 被 ひ 压缩,而有些则可 か 以被压缩。和 わ 气体不同 ふどう 的 てき 是 ぜ ,液体 えきたい 不能 ふのう 扩散布 さんぷ 满整个容器 き ,而是有 ゆう 相 しょう 对固定 こてい 的 てき 密度 みつど 。液体 えきたい 的 てき 一个与众不同的属性是表面张力,它可以导致浸 ひた 润现象 ぞう 。
液体 えきたい 形状 けいじょう 能 のう 受容 じゅよう 器 き 形状 けいじょう 影 かげ 响。
气体、液体 えきたい 、固体 こたい (由 よし 上 じょう 而下):不同 ふどう 的 てき 分子 ぶんし 排列 はいれつ 结构。
液体 えきたい 的 てき 密度 みつど 通常 つうじょう 接近 せっきん 于固体 たい ,而远大 だい 于气体 たい 。因 よし 此,液体 えきたい 和 わ 固体 こたい 都 と 被 ひ 归为凝聚 ぎょうしゅう 态物质 。另一方面 ほうめん ,液体 えきたい 和 わ 气体都 と 可 か 以流动,都 と 可 か 被 ひ 称 しょう 为流体 りゅうたい 。虽然液 えき 态水在 ざい 地球 ちきゅう 上 じょう 很丰富 とみ ,但 ただし 在 ざい 已 やめ 知的 ちてき 宇宙 うちゅう 中 ちゅう ,液 えき 态并不 ふ 是 ぜ 最 さい 常 つね 见的物 ぶつ 态。因 よし 为液体 えきたい 的 てき 存在 そんざい 需要 じゅよう 相 しょう 对较窄的温度 おんど 和 わ 压强 范围。宇宙 うちゅう 中 ちゅう 最 さい 常 つね 见的物 ぶつ 态是气体(如星际云气)和 かず 等 ひとし 离子体 たい (如恒星 こうせい 中 なか )。
一箱熱水中加入冷水的熱顯像圖,可 か 以看到 いた 熱 ねつ 水 すい 和 わ 冷水 れいすい 相互 そうご 的 てき 流動 りゅうどう
液體 えきたい 是 ぜ 物質 ぶっしつ 的 てき 四 よん 個 こ 基本 きほん 狀態 じょうたい 之 これ 一 いち ,其它基本 きほん 狀態 じょうたい 為 ため 固體 こたい 、氣體 きたい 及電 でん 漿體 。与 あずか 固體 こたい 不同 ふどう 的 てき 是 ぜ 液体 えきたい 属 ぞく 于流体 たい ,液體 えきたい 中 ちゅう 的 てき 分子 ぶんし 自由 じゆう 度 ど 較高,可 か 以移動 いどう 。在 ざい 固體 こたい 中 ちゅう 使 つかい 分子 ぶんし 固定 こてい 不 ふ 動的 どうてき 力 りょく ,在 ざい 液體 えきたい 中 ちゅう 只 ただ 是 ぜ 暫時 ざんじ 性 せい 的 てき ,因 いん 此液體 えきたい 可 か 以流動 りゅうどう 。
液體 えきたい 和氣 わき 體 たい 一樣都有流體的特質。液體 えきたい 沒 ぼつ 有 ゆう 一定 いってい 的 てき 形狀 けいじょう ,會 かい 順 じゅん 著 ちょ 容器 ようき 的 てき 外形 がいけい 而改變 かいへん ,若 わか 是 ぜ 在 ざい 密封 みっぷう 容器 ようき 中 ちゅう ,容器 ようき 每 ごと 個 こ 表面 ひょうめん 都會 とかい 受到相 しょう 同 どう 的 てき 壓 あつ 強 きょう 。液體 えきたい 和氣 わき 體 たい 也有 やゆう 不同 ふどう 之 の 處 しょ :氣體 きたい 一定可以和另一氣體均勻混合,液體 えきたい 則 そく 不 ふ 然 しか ,兩 りょう 種 たね 液體 えきたい (例 れい 如水 にょすい 和 わ 油 ゆ )可能 かのう 無法 むほう 均 ひとし 勻混合 こんごう 。液體 えきたい 也不會 かい 填 はま 滿 まん 容器 ようき 中 ちゅう 所有 しょゆう 的 てき 空間 くうかん ,會 かい 產 さん 生 せい 液體 えきたい 本身 ほんみ 的 てき 表面 ひょうめん ,除 じょ 非 ひ 受到高 だか 壓 あつ 壓縮 あっしゅく ,液體 えきたい 受壓縮 あっしゅく 後 ご 的 てき 體積 たいせき 變化 へんか 不 ふ 大 だい ,因 いん 此液體 えきたい 適用 てきよう 在 ざい 像 ぞう 水力 すいりょく 學 がく 的 てき 應用 おうよう 中 ちゅう 。
液體 えきたい 的 てき 粒子 りゅうし 結合 けつごう 的 てき 非常 ひじょう 牢固 ろうこ ,但 ただし 不 ふ 是 ぜ 剛性 ごうせい 結合 けつごう ,粒子 りゅうし 之 の 間 あいだ 有 ゆう 一定的自由度可以移動。溫度 おんど 上 じょう 升 ます 時 じ .分子 ぶんし 的 てき 振動 しんどう 增加 ぞうか ,使 つかい 得分 とくぶん 子 こ 之 の 間 あいだ 的 てき 距離 きょり 也會增加 ぞうか 。當 とう 液體 えきたい 的 てき 溫度 おんど 到達 とうたつ 沸點 ふってん 時 じ ,分子 ぶんし 之 の 間 あいだ 的 てき 內聚力 りょく 消失 しょうしつ ,因 いん 此液體 えきたい 會 かい 轉變 てんぺん 為 ため 氣體 きたい (除 じょ 非 ひ 出現 しゅつげん 過熱 かねつ 情 じょう 形 がた )。當 とう 溫度 おんど 下降 かこう 時 じ ,分子 ぶんし 之 の 間 あいだ 的 てき 距離 きょり 減少 げんしょう 。當 とう 溫度 おんど 低 てい 到 いた 凝固 ぎょうこ 點 てん 時 とき ,分子 ぶんし 會 かい 排列 はいれつ 成 なり 一 いち 種 しゅ 特殊 とくしゅ 的 てき 形式 けいしき .稱 しょう 為 ため 結晶 けっしょう ,而分子 こ 之 の 間 あいだ 的 てき 內聚力 りょく 越來 ごえく 越 えつ 強 きょう ,液體 えきたい 會 かい 轉變 てんぺん 為 ため 固體 こたい (除 じょ 非 ひ 出現 しゅつげん 過 か 冷 ひや 情 じょう 形 がた )。
液体 えきたい 的 てき 量 りょう 通 どおり 常用 じょうよう 体 たい 积度量 りょう 。体 からだ 积單位 い 包括 ほうかつ 國際 こくさい 單位 たんい 制 せい 的 てき 單位 たんい 立方 りっぽう 公 おおやけ 尺 じゃく (m3 )以及其衍生 せい 單位 たんい ,較常用 じょうよう 的 てき 是也 これや 可 か 以稱為 ため 公 おおやけ 升 ます 的 てき 立方 りっぽう 公 こう 寸 すん (1 dm3 = 1 L = 0.001 m3 ),以及也可以稱為 ため 毫升 的 てき 立方 りっぽう 公 おおやけ 分 ぶん (1 cm3 = 1 mL = 0.001 L = 10−6 m3 )。
一的定量液体的体积由其温度和压强决定。一般 いっぱん 情 じょう 况下,液体 えきたい 热胀冷 ひや 缩,但 ただし 水 みず 在 ざい 0-4 °C时则相反 あいはん 。液体 えきたい 的 てき 压缩率 りつ 很小,例 れい 如使水 すい 的 てき 密度 みつど 增加 ぞうか 1/1000需要 じゅよう 200巴 ともえ 压强。在 ざい 流体 りゅうたい 动力学 がく 的 てき 研究 けんきゅう 中 ちゅう ,特別 とくべつ 是 ぜ 在 ざい 研究 けんきゅう 不可 ふか 壓縮 あっしゅく 流 りゅう 時 とき ,通常 つうじょう 将 はた 液体 えきたい 视为不可 ふか 压缩的 てき 。
在 ざい 引力 いんりょく 场 (也叫重力 じゅうりょく 场 )中 ちゅう ,液体 えきたい 对容器 き 壁 かべ 和 かず 任 つとむ 何 なに 液体 えきたい 中 ちゅう 的 てき 物体 ぶったい 产生壓力 あつりょく 。这一壓力指向各个方向,并随深度 しんど 增加 ぞうか 而增加 ぞうか 。在 ざい 均 ひとし 匀的引力 いんりょく 场中,静止 せいし 的 てき 液体 えきたい 在 ざい 深度 しんど h 处的壓力 あつりょく p 为:
p
=
ρ ろー
g
h
{\displaystyle p=\rho gh\,}
这里
ρ ろー
{\displaystyle \rho \,}
为液体 えきたい 在 ざい 该温度 おんど 下 か 的 てき 密度 みつど (假 かり 设为常数 じょうすう )
g
{\displaystyle g\,}
为重力 じゅうりょく 加速度 かそくど
需要 じゅよう 注意 ちゅうい 的 てき 是 ぜ 此公式 こうしき 假 かり 设自由 じゆう 表面 ひょうめん 处的壓力 あつりょく 为0,并且忽 ゆるがせ 略 りゃく 了 りょう 表面 ひょうめん 张力的 てき 影 かげ 响。
浸入 しんにゅう 液体 えきたい 的 てき 物体 ぶったい 受到浮力 ふりょく 的 てき 作用 さよう 。(在 ざい 其他的 てき 流体 りゅうたい 中 ちゅう 也有 やゆう 浮力 ふりょく 作用 さよう ,但 ただし 由 よし 于液体 えきたい 密度 みつど 大 だい 而特别显著 ちょ )
水面 すいめん 上 じょう 的 てき 表面 ひょうめん 波 は
除 じょ 非 ひ 液体 えきたい 的 てき 体 からだ 积与密 みつ 闭容器 き 相等 そうとう ,液体 えきたい 会 かい 产生一 いち 个表面 めん 。液体 えきたい 表面 ひょうめん 像 ぞう 一 いち 层弹性 せい 膜 まく ,表面 ひょうめん 张力在 ざい 其上产生,液 えき 滴 しずく 和 わ 气泡也由此产生 せい 。表面 ひょうめん 波 は ,毛 もう 细现象 ぞう ,浸 ひた 润 ,表面 ひょうめん 张力波 は 的 てき 形成 けいせい 也都与 あずか 表面 ひょうめん 张力相 しょう 关。
液體 えきたい 會 かい 受到剪應力 りょく 及拉伸 しん 應力 おうりょく 變形 へんけい ,而所產 しょさん 生 せい 的 てき 阻力則 そく 以黏度 量 りょう 度 ど ,換言 かんげん 之 の ,黏力越 こし 低 てい (黏滯係數 けいすう 低 ひく )的 てき 液體 えきたい ,具 ぐ 越 こし 佳 けい 流動 りゅうどう 性 せい 。
當 とう 液體 えきたい 過 か 冷 ひや ,向 むかい 玻璃 はり 态轉化 てんか 時 じ ,黏度會 かい 急速 きゅうそく 上 じょう 升 ます ,該液體 えきたい 會 かい 成 なり 為 ため 黏彈性 せい 的 てき 媒介 ばいかい ,並 なみ 具有 ぐゆう 固體 こたい 的 てき 彈性 だんせい 及液體 えきたい 的 てき 流動 りゅうどう 性 せい ,而這個 こ 現象 げんしょう 取 と 決 けつ 於觀察 かんさつ 的 てき 時間 じかん 及擾動的 どうてき 頻 しき 率 りつ 。
在 ざい 液体 えきたい 中 ちゅう ,仅有的 てき 非 ひ 零 れい 刚度 是 ぜ 体 たい 积变形 がた (液体 えきたい 不能 ふのう 保持 ほじ 剪切力 りょく )。因 よし 此,声音 こわね 在 ざい 液体 えきたい 中 ちゅう 的 てき 传播速度 そくど 为
c
=
K
/
ρ ろー
{\displaystyle c={\sqrt {K/\rho }}}
,这里K 是 ぜ 流体 りゅうたい 的 てき 体 からだ 积模量 りょう ,ρ ろー 是 ぜ 密度 みつど 。比 ひ 如纯净水中 ちゅう 的 てき 音速 おんそく 为c =1497m/s (在 ざい 25℃时)。
典型 てんけい 的 てき 相 そう 圖 ず ,點線 てんせん 是 ぜ 說明 せつめい 水 みず 的 てき 異常 いじょう 特性 とくせい ,綠 みどり 線 せん 說明 せつめい 凝固 ぎょうこ 點 てん 和 かず 壓 あつ 強的 ごうてき 關係 かんけい ,藍 あい 線 せん 說明 せつめい 沸點 ふってん 和 かず 壓 あつ 強的 ごうてき 關係 かんけい 變化 へんか ,紅 べに 線 せん 表示 ひょうじ 可能 かのう 出現 しゅつげん 昇華 しょうか 或 ある 凝 しこり 華 はな 的 てき 條件 じょうけん
當 とう 液體 えきたい 位 い 於一 いち 個 こ 低 てい 於沸點 ふってん 的 てき 溫度 おんど 時 じ ,液體 えきたい 中 ちゅう 的 てき 成 なり 份會蒸發 じょうはつ ,而氣體 きたい 的 てき 成 なり 份也會 かい 凝結 ぎょうけつ ,直 ちょく 到 いた 兩者 りょうしゃ 平衡 へいこう 為 ため 止 どめ ,也就是 ぜ 氣體 きたい 凝結 ぎょうけつ 的 てき 速 そく 率 りつ 等 とう 於液體 えきたい 蒸發 じょうはつ 的 てき 速 そく 率 りつ 。因 よし 此若將 しょう 一液體蒸發後的蒸氣持續移除,液體 えきたい 最後 さいご 一定 いってい 會 かい 完全 かんぜん 蒸發 じょうはつ 。若 わか 液體 えきたい 的 てき 溫度 おんど 到達 とうたつ 沸點 ふってん 時 とき ,其蒸發 じょうはつ 的 てき 速 そく 率 りつ 會 かい 比 ひ 凝結 ぎょうけつ 的 てき 速度 そくど 要 よう 快 かい ,溫度 おんど 到達 とうたつ 或 ある 超過 ちょうか 沸點 ふってん 的 てき 液體 えきたい 多 た 半 はん 會 かい 沸騰 ふっとう ,但 ただし 有 ゆう 時 じ 會 かい 有 ゆう 液體 えきたい 溫度 おんど 超過 ちょうか 沸點 ふってん ,但 ただし 不 ふ 會 かい 沸騰 ふっとう 的 てき 情 じょう 形 がた ,稱 たたえ 為 ため 過熱 かねつ 。
若 わか 液體 えきたい 的 てき 溫度 おんど 低 てい 於凝固 ぎょうこ 點 てん 時 とき ,液體 えきたい 會 かい 開始 かいし 結晶 けっしょう ,轉變 てんぺん 為 ため 固體 こたい 。這和液體 えきたい 轉變 てんぺん 為 ため 氣體 きたい 不同 ふどう ,在 ざい 定壓 ていあつ 下 か 沒 ぼつ 有 ゆう 相 しょう 變化 へんか 的 てき 平衡 へいこう ,因 いん 此只要 よう 沒 ぼつ 有 ゆう 出現 しゅつげん 過 か 冷 ひや 現象 げんしょう ,液體 えきたい 最後 さいご 會 かい 完全 かんぜん 轉變 てんぺん 為 ため 固體 こたい 。
增 ぞう 温 ぬる 或 ある 减压 一般能使液体气化,成 なり 为气体 ,例 れい 如将水 みず 加 か 温 ゆたか 成 なり 水 みず 蒸 ふけ 气 。加 か 压或降 くだ 温 ぬる 一般能使液体固化,成 なり 为固体 こたい ,例 れい 如将水 みず 减温成 なり 冰 。然 しか 而,仅加压并不能 ふのう 使 し 所有 しょゆう 气体液化 えきか ,如氧 ,氢 ,氦等。
在 ざい 相 そう 圖 ず 中 ちゅう ,液 えき 態 たい 只 ただ 出現 しゅつげん 在 ざい 壓 あつ 強 きょう 超過 ちょうか 一定 いってい 值的條件下 じょうけんか ,這也說明 せつめい 為 ため 何 なん 太 ふと 空 むなし 或 ある 其他真空 しんくう 中 ちゅう 不 ふ 會 かい 有 ゆう 液體 えきたい 。因 よし 為 ため 其壓強 つよ 為 ため 零 れい (除 じょ 非 ひ 在 ざい 行 くだり 星 ぼし 或 ある 恆星 こうせい 的 てき 大氣 たいき 層 そう 或 ある 是 ぜ 內部),水 みず 或 ある 其他液 えき 態 たい 的 てき 物質 ぶっしつ 在 ざい 太 ふとし 空中 くうちゅう 會 かい 依 よ 其溫度 ど 不同 ふどう ,可 か 以會沸騰 ふっとう 或 ある 是 ぜ 凝固 ぎょうこ 。在 ざい 靠 もたれ 近 きん 地球 ちきゅう 的 てき 太 ふとし 空中 くうちゅう ,若 わか 太陽 たいよう 沒 ぼつ 有 ゆう 照射 しょうしゃ 到 いた ,太 ふとし 空中 くうちゅう 的 てき 水 みず 會 かい 結 ゆい 冰,若 わか 太陽 たいよう 有 ゆう 照射 しょうしゃ 到 いた ,水 みず 就會沸騰 ふっとう 汽化。在 ざい 土星 どせい 軌道 きどう 附近 ふきん 的 てき 太 ふと 空 むなし ,因 いん 為 ため 太陽光 たいようこう 太 たい 弱 じゃく ,無法 むほう 使 し 太 ふとし 空中 くうちゅう 的 てき 冰昇華 しょうか ,像 ぞう 土星 どせい 的 てき 土星 どせい 環 たまき 即 そく 為 ため 一 いち 例 れい 。
兩 りょう 液體 えきたい 之 の 間 あいだ 可能 かのう 會 かい 無法 むほう 混 こん 溶 ,像 ぞう 義 よし 大利 おおとし 沙 すな 拉 ひしげ 醬中 なか 的 てき 水 みず 和 わ 植物 しょくぶつ 油 ゆ 即 そく 為 ため 一 いち 例 れい 。像 ぞう 水 すい 和 わ 乙 おつ 醇 あつし 就可以混溶,也就是 ぜ 可 か 以以任意 にんい 比例 ひれい 混 こん 合成 ごうせい 溶液 ようえき 。若 わか 要 よう 將 しょう 溶液 ようえき 等 とう 混合 こんごう 物 ぶつ 中 ちゅう 的 てき 各 かく 成 なり 份分離 ぶんり ,需要 じゅよう 透過 とうか 分 ぶん 餾的 てき 技術 ぎじゅつ 。
书籍
J. P. Hansen, I. R. Mcdonald: Theory of simple Liquids . Elsevier Academic Press, 2006, ISBN 978-0-12-370535-8
M. P. Allen, D.J. Tildesly: Computer Simulation of Liquids . Oxford University Press, 1989, ISBN 978-0-19-855645-9