你可能已經在冬天的河流 、湖泊或池塘里看到過水在結冰時， 最引人注目的特性之一：冰是固體水，冰下是液態水。在冰上是水蒸 氣（始終存在于空氣中 ）。這一切有什么不同尋常呢？

“ 特立獨行 ”之處在于，水是世界上唯一能夠同時存在三種形態 的物質：固態、液態和氣態 。

一種物質的這三種狀態到底是什么？它們在哪些方面有所不同， 在哪些方面是相似的？

讓我們先考察一種固態物質。正如你所知，為了打破某樣東西， 你必須施加力量，有時是相當大的力。所以我們可以做出第一個推 論 : 組成固體的分子是牢固結合的。否則，我們稱之為固體的東西早 就解體了。

你還知道，一個固體，在被融化或破碎之前，會保留一種盤形、 方形、管形、球形等不同的形狀。換言之， 所有固體都能保持它們的 模樣。所以我們可以做出第二個推論。固體中有一個固定的排列： 每個分子都有自己的位置，就像隊列中的士兵一樣（只要士兵各就 各位，編隊就會保持隊形 ）。

最后，你還要知道這個性質 : 固體很難壓縮。它說明了什么？ 在固體中，分子緊密地“ 擠壓 ”在一起，就像向日葵花盤上的種子 一樣。

而同樣的葵花籽，只要放在玻璃杯里，就可以和液體的分子相比 較。這里的安排沒有那么嚴格，雖然它們仍然“ 擠 ”得很緊。液體 也是很難壓縮的。如果你把水吸進注射器，堵住針頭開口，然后在推 桿上用力，就會明白這一點。所以在液體中，分子也是緊密排列的。

但是液體中的分子是否牢牢固定在一起呢？你當然不會這么想， 因為液體可以分解成微小的液滴。不妨做點想象，一個小液滴里有 多少分子。答案是，億兆難盡 !

因此，在液體中，分子也會緊緊抓住相鄰分子的。否則，液體就 不會分成液滴，而是化作單個的分子了。

于是，我們現在可以確定，液體和固體之間有一些共同之處；它 們的分子都排列緊密，也就是說，彼此相距很近，每個分子緊緊地抓 住鄰近的分子。

但也有一個重要區別。因為液體中分子的排列不像固體中那樣 嚴格，所以液體不能保持住它的形狀。簡單說，就是會流動。

現在我們來比較一下液體和氣體。如果你曾經給自行車輪胎打 氣，就可能會注意到，與液體不同，氣體很容易被壓縮。

一升空氣如果充分施壓，可以濃縮到一個頂針的空間里！ 你應該明白，為什 么能夠如此呢 ？ 因為空氣分子之間有空隙。例如，在你的房間里， 兩個相鄰空氣分子之間的距離大約是分子本身大小的十倍。

再讓我們從另一個方面來比較液體和氣體。你買了一袋牛奶。 體積有半升。你把牛奶倒進瓶子里，它仍然是半升。

無論在一個罐子、平底鍋或咖啡壺里， 牛奶在任何地方所占的體積都是一樣的。

那么氣體呢 ？ 它沒有一個確定的體積。氣體分子如果沒有容器的壁或房間的墻阻擋，一有機會就四散而去。如果你在太空中打開一個氣瓶，氣體分子會向宇宙各處逃逸！

由此，你可以很快做出以下推論：沒有任何物質能讓氣體分子緊挨在一起。

讓我們做個總結。在固體和液體中 , 分子彼此排列緊密，牢牢結 合在一起。在氣體中，分子之間的距離很遠，互相沒有結合到一起。

現在你可以做另一個重要的推論了。幫助分子彼此“ 緊緊抓住 ”的力 ( 物理學家稱之為分子間凝聚力 ) 只在短距離內起作用。

你可能想知道，一只蜥蜴是如何沿著光滑的墻壁，甚至天花板爬行而不會掉下來。是什么力量在起作用？

蜥蜴的四只腳上，有數百萬根細毛組成的小刷子。即使最光滑 的表面也有微小的縫隙。在行動過程中，細毛的分子非常接近所在 表面的分子，這樣，分子之間的凝聚力就起作用了。所以蜥蜴能爬在 墻上或天花板上，不像許多人設想的那樣，是通過吸盤來控制的。而 是靠著分子間的作用力。

但氣體分子之間不會相互靠近嗎 ？ 應該說會的！ 它們不斷相 互碰撞。例如在你的房間里，每個空氣分子每秒鐘要發生不少于 40億次碰撞！ 照說，如此大量的碰撞，空氣分子最終都應該密切地結 合在一起，并互相“ 緊緊抓住”, 成為液滴和晶體。但為什么它們沒 有像水分子一樣形成云和霧，或者像雨一樣落在地面上呢 ？ 為什么 沒有液態氧的小小溪流，沒有液態氮的清晨露珠，沒有固態二氧化碳 形成的霜凍和冰川 ？ 是什么阻止了這些氣體分子的結合？

答案是速度。你房間里的氧和氮分子正在以大約每秒 500 米的 速度運動 , 即每小時 1800 千米 , 比聲速高出 50%! ( 請記住，這是它 們的平均速度：有的分子慢，有的分子快。）當它們以如此高的速度 碰撞時，分子沒有時間去結合。它們會像臺球一樣互相反彈。現在 該知道如何幫助氣體分子結合起來了：你必須降低它們的速度。

但如何做到呢 ？ 通過冷卻氣體。因為溫度越高，分子運動就越 快。相反，溫度越低，分子運動就越慢。因此，任何氣體都可以被冷 卻到變成液體甚至固體的程度。然而，盡管分子的運動速度減慢了， 但并沒有停止。不過，固體或液體中的分子不會像在氣體中那樣四 處亂飛。固體狀態下，它們“ 在一處跳舞 ”。而液體中，分子一會兒 在這個地方跳舞，然后一躍！ 又到另一個地方蹦跶了。再過了一會 兒，它們又躥到第三處。就這樣持續下去。

能量最大的分子可以跳得很遠，它們落到表面，與鄰近的分子告 別，然后飛走。這便是液體蒸發。如果它被加熱到沸點，分子不僅在 表面開始分離，而且在液體內部也開始分離，直到全部變成蒸汽 ( 或 者說“ 汽化”, 這是一回事 )。

來源: 長江少年兒童出版社