• 1.摘要
  • 2.简介
  • 3.举例
  • 4.应用
  • 5.力学性质
  • 5.1.体积
  • 5.2.压强和浮力
  • 5.3.表面
  • 5.4.流动
  • 5.5.声音传播
  • 6.热力学
  • 6.1.相变
  • 6.2.太空中的液体
  • 6.3.溶液
  • 7.微观性质
  • 7.1.静态结构系数
  • 7.2.声音的散射和结构的弛豫

液体

液体(英语:Liquid)是物质的四个基本状态之一(其它状态有固体、气体、等离子体),没有确定的形状,但有一定体积,具有移动与转动等运动性。液体是由经分子间作用力结合在一起的微小振动粒子(例如原子和分子)组成。水是地球上最常见的液体。和气体一样,液体可以流动,可以容纳于各种形状的容器。有些液体不易被压缩,而有些则可以被压缩。和气体不同的是,液体不能扩散布满整个容器,而是有相对固定的密度。液体的一个与众不同的属性是表面张力,它可以导致浸润现象。

液体的密度通常接近于固体,而远大于气体。因此,液体和固体都被归为凝聚态物质。另一方面,液体和气体都可以流动,都可被称为流体。虽然液态水在地球上很丰富,但在已知的宇宙中,液态并不是最常见的物态。因为液体的存在需要相对较窄的温度和压强范围。宇宙中最常见的物态是气体(如星际云气)和等离子体(如恒星中)。

简介

一箱热水中加入冷水的热显像图,可以看到热水和冷水相互的流动

液体是物质的四个基本状态之一,其它基本状态为固体、气体及等离子体。液体是流体,和固体不同,液体中的分子自由度较高,可以移动。在固体中使分子固定不动的力,在液体中只是暂时性的,因此液体可以流动。

液体和气体一样,有流体的特质。液体没有一定的形状,会顺着容器的外形而改变,若是在密封容器中,容器每个表面都会受到相同的压强。液体和气体也有不同之处:气体一定可以和另一气体均匀混合,液体则不然,两种液体(例如水和油)可能无法均匀混合。液体也不会填满容器中所有的空间,会产生液体本身的表面,除非受到高压压缩,液体受压缩后的体积变化不大,因此液体适用在像水力学的应用中。

液体的粒子结合的非常牢固,但不是刚性结合,粒子之间有一定的自由度可以移动。温度上升时.分子的振动增加,使得分子之间的距离也会增加。当液体的温度到达沸点时,分子之间的内聚力消失,因此液体会转变为气体(除非出现过热情形)。当温度下降时,分子之间的距离减少。当温度低到凝固点时,分子会排列成一种特殊的形式.称为结晶,而分子之间的内聚力越来越强,液体会转变为固体(除非出现过冷情形)。

举例

常温常压下,只有2种元素单质呈液态:汞和溴。另有4种元素单质熔点略高于室温:钫(其推测的熔点高于室温)、铯、镓和铷。室温下为液态的合金包括钠钾合金,易熔化的镓铟锡合金,及一些汞合金。

常温下呈液体的纯物质包括水,乙醇及许多有机溶剂。液态水在化学及生物学上相当重要,一般认为是生命存在必须的物质。

无机液体包括水、许多无机非水溶剂及无机酸。

日常会用到的液体中包括许多水溶液,例如家用的漂白水、像是矿物油及石油等不同物质的混合物、像蛋黄酱或油醋汁等乳浊液、像血之类的悬浊液,以及像油漆及牛奶等胶体。

许多气体可以用冷却的方式液化,产生像液氧、液氮、液氢、液氦及液氨等液体,但不是所有气体都可以在一般大气压下液化,像二氧化碳只能在高于5.1大气压的条件下液化。

一些物质无法归类到三种状态中的一种,它们同时具有类液体和类固体的性质。例如液晶和生物膜。

应用

液体有许多不同的用途,像是润滑、溶剂及冷却等。在液压系统中用液体来传输功率。

在磨润学中会研究液体当作润滑剂时的一些性质,润滑剂一般是特别选择的油,在操作温度范围内有适当的黏度及流动性。因为油类的润滑性质良好,常用在引擎、传动系统、金属加工以及液压系统中。

许多的液体会用做溶剂,溶解其他液体或固体,形成溶液或胶体,可以用在涂料、密封剂及黏合剂上。在工业上常用石脑油及丙酮来清除零件及机械上的油类、油脂及焦油。体液是身体中的溶液或悬浊液,其主要成分是水。

表面活性剂常用在肥皂及清洁剂中,像乙醇等溶剂常用作抗微生物剂,液体也会用在化妆品、墨水及液态染料激光器中。液体也用在食品产业中,例如萃取植物油的制程。

液体有比气体高的热导率,而且可以流动,因此液体适合用来将热量从机械元件中移除。热可以由让液体流过热交换器的方式移除,或者是让液体蒸发,带走热量.。水或是乙二醇常用在引擎的散热系统,避免引擎过热。核反应堆中用散热系统的冷媒包括水,以及像钠或铋等反应温度下为液态的金属。液态推进剂会形成薄膜,冷却火箭的推进室。在机械加工时.水和油用来移除在加工时产生的热量,若不移除热量,工件及刀具会快速的因高热受损。在流汗时,汗液中的水蒸发,带走皮肤的热量。在暖通空调(HVAC)中,常用水或其他液体作为工质,将热量由一处带到另一处。

液体是液压系统中的重要元件,利用帕斯卡定律传递液压动力。像泵浦及水车机械从古代就开始使用,可以将液体的运动和机械功之间进行转换。液压泵浦会对液压油施力,将力传递到液压缸中。在许多应用中都会用到液压系统,例如车辆刹车及传动,工程作业车辆及飞机的控制系统。液压冲床用在许多不同的应用中,包括生产制造、冲制工件、夹具及成形。