溫度變化會對物質產生哪些影響
導讀:我們來了解一下隨著溫度的變化會對物質產生哪些影響? 最簡單的就是隨著溫度逐漸升高,在一個大氣壓的環境下,水從低于0攝氏度的固態進入液態,在大于100攝氏度時變成氣態。水
來源:未知
發布日期:2023-08-03 12:07【大 中 小】
我們來了解一下隨著溫度的變化會對物質產生哪些影響?
最簡單的就是隨著溫度逐漸升高,在一個大氣壓的環境下,水從低于0攝氏度的固態進入液態,在大于100攝氏度時變成氣態。水的液化、凝固、融化、氣化、凝華、升華都屬于水的相變過程。
所以我們看到,溫度對物質的一個影響就是溫度可以引起物質發生相變。所謂相變實質上就是物質的狀態突然發生了改變的過程。
我們肉眼可見的融化、氣化相變都是物質的體積發生了明顯的改變。但是除此之外,有些物質會隨著溫度的改變,發生一些肉眼不可見的結構變化。由于物質的結構決定其性質,所以相變就會引起物質某些性質的變化。
比如對于一些金屬來說,在溫度變化到一定的溫度以下時,就會出現超導的性質。
表面上看,這個金屬還是屬于固體,但是已經變成了另一種具有不同結構的固體了,這也是發生了一次相變。而這個相變過程被稱為超導相變。
那么物質形態改變的相變過程,和物質形態不發生改變的相變過程有什么區別呢?其本質上的差異是什么呢?
愛倫費斯特在1933年對相變做了分類。根據熱力學的基本定律,每一種物質都存在著一個描述其所蘊含的能量大小的物理量,被稱為吉普斯函數G。
注意這里的吉普斯函數G和物質的內能U不一樣,內能U只和物質的溫度有關系,而吉普斯函數還與物質的熵、壓強和體積等狀態有關。二者之間的關系為:G=U-TS+PV[2]。
其中S是熵,表征物質系統的混亂程度。比如對于同一種物質來說,氣體比液體其內部的分子排列更混亂,所以氣體的熵更大。而1mol物質的吉普斯函數就是化學勢μ。
我們知道,在水的氣化或者融化過程,都需要從外界環境中吸收熱量。完成相變所吸收的熱量被稱為相變潛熱L。