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物质很少是纯的。多数情况下，它们以不同的方式混合在一起。溶液是一种混合物。一杯咖啡，一根钢筋，甚至空气，都是混合物。其他混合物包括悬浮液和胶体。
混合物有两种基本类型：均相混合物和非均相混合物。在非均相混合物中，所有的成分都可以分辨出来，也可以相对容易地分离出来。在均相混合物中，各种成分混合得很均匀，所以我们无法分辨其中的成分。海水是一种均相混合物，我们无法看到盐和混合在里面的其他东西。一碗面汤其实是一种非均相混合物，我们可以看到肉汤、面条和其他食材。
溶液是一种最常见的均相混合物。溶液是处于单一物理状态的均相混合物。最常见的溶液，如海水或苏打水，都是液体。溶液也可以是气体或固体。空气是气体溶液，而青铜（铜和锡的混合物）是固体溶液。
一种或多种物质溶解到另一种物质中才能形成溶液。被溶解的物质叫作“溶质”。溶质溶解于其中的物质被称为“溶剂”。例如，如果你向一杯水中加入一勺食盐，你就得到了一种溶液。食盐溶解在水里，所以食盐是溶质，水是溶剂。不是每一种物质都会溶解于其他物质的。你可能听过这句话：“油和水不能互溶。”你可以把油加入水中来验证这一点。如果溶质不溶于溶剂，我们就称溶质是“不溶物”。如果溶质会溶解在溶剂中，那它就是可溶的。
科学词汇
非均相混合物 ：又称“非均匀混合物”，是混合物按照一定方式分类后的一类混合物。
均 相混合物： 又称“均匀混合物”，指成分分布均匀，不管提取混合物的哪一个部分，其成分含量比例都相同的混合物。
溶质： 溶液中被溶剂溶解的物质。
溶液： 物质处于相同物理状态的均相混合物。
溶剂： 溶质溶解于其中的物质。
大多数人认为溶液是液体，但事实并非如此。溶液可以是不同状态的溶质和溶剂的任意组合。
药片溶于水。在此过程中，药片分解成最小的单元，并在水中扩散开来。
固体溶液一般至少包含一种金属。例如，标准纯银中混合了少量铜，其中，铜是溶质，银是溶剂；而钢是通过在铁中溶解少量的碳制成的。包括金属在内的固体溶液叫作“合金”。合金是在金属熔化成液体时加入其他金属或非金属而成的。
气体溶液是两种或多种气体的均相混合物。空气就是一种气体溶液。空气主要由氧气和氮气组成，其中氮气约占78%，而氧气约占21%，所以氮气是溶剂，而氧气是主要的溶质。空气中还含有氩气和二氧化碳等其他几种气体溶质。
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色彩斑斓的溶液
通过这个简单的实验，你可以看到固体溶解在液体中。你需要一个又高又透明的酒杯、一袋固体饮料和一根扁平的牙签。固体饮料要选择葡萄或樱桃等颜色较深的水果味道的。
1 杯子里装满水。
2 用牙签宽而平的一端夹上少量的固体饮料。
3 轻轻地把饮料粉末摇入玻璃杯中的水中。
4 当粉末落入玻璃杯中时，请观察它们的晶体。
固体饮料中的微小颗粒是溶质。它们溶解在水里，产生了一种有颜色的溶液。颜色会从晶体中扩散开来，最终充满整个杯子。扩散是由气体或液体分子的随机运动造成的，如布朗运动（见第35 页）。
液体溶液必须有液体溶剂，而溶质可以是固体、液体或气体。例如，河水中溶解了氧气。固体也可以与液体混合形成溶液。例如，一块糖会溶解在温水中。
能溶解液体的液体不太常见。一个例子是加到汽车散热器里的防冻剂。水溶解在防冻剂中，可以防止水结冰。容易混合均匀的液体，如防冻剂和水，被认为是互溶的。其他液体，如油和水，互不相溶。这种不能混合均匀的液体被称为“不互溶的液体”。
茶是一种溶液，茶叶中的化学物质溶解在热水中形成茶。浓茶中化学物质的浓度比淡茶中的更高。
水有时被称为“万能溶剂”，因为它能溶解许多不同的物质。它形成的溶液被称为“水溶液”。
溶解在水中的溶质要么形成离子，要么形成分子。离子是失去或获得一个或多个电子的原子。因此，离子是带电荷的。失去电子的离子带正电荷，而得到电子的离子带负电荷。分子是由两个或两个以上的原子通过化学键连接而成的。
分子不带电荷。离子会被带相反电荷的离子吸引，被带相同电荷的离子排斥。离子之间的吸引力使离子结合形成化合物。化合物是由两种或两种以上元素的原子通过化学键连接在一起形成的物质。离子化合物总是包含阳离子和阴离子。当这些化合物溶解在水中时，离子就会分开。食盐（氯化钠）是离子化合物的一个例子。它由带正电荷的钠离子和带负电荷的氯离子组成。当它溶解在水里时，食盐会分解成钠离子和氯离子。分子化合物，如糖，是由原子共用电子形成的。它们溶解时，其分子也会分解。然而，它们会分解成不带电的分子。
在溶液中溶解的离子会导电，因此，离子溶液是一种电解质，即可以导电的液体。分子溶液中没有带电粒子，所以它们不导电。
在一定数量的溶剂中，溶质的量可以用浓度来表示。化学家可以用浓度很精确地比较溶液或混合物质。
浓度可以用许多不同的方法表示。化学家常用3 种方式表示浓度：体积摩尔浓度、质量摩尔浓度和摩尔分数。
体积摩尔浓度（M）是表示浓度最常用的方式。体积摩尔浓度被定义为1 升溶剂中溶质的摩尔数。1 摩尔物质包含6.022×10 23 个原子或分子。要计算体积摩尔浓度，你要算出溶质的摩尔数，然后用摩尔数除以溶液的升数。
科学词汇
化合物： 由两种或两种以上的元素通过化学键连接在一起的物质。
电解质： 能在一定条件下离解成正负离子而导电的一类化合物。
电子： 绕原子核旋转的带负电荷的粒子。
离子： 失去或获得一个或多个电子的原子。
分子： 由两个或两个以上的原子通过化学键连接而成的物质。
质量摩尔浓度和体积摩尔浓度类似。质量摩尔浓度（m）是溶解在1 千克溶剂中的溶质的摩尔数。实际上，质量摩尔浓度比体积摩尔浓度更准确。
随着温度的改变，液体的体积也会有轻微的变化。质量摩尔浓度取决于溶剂的质量，而非它的体积，所以无论温度如何，液体的质量都是一样的。体积摩尔浓度是根据体积来计算的，而体积会随温度的变化而发生轻微的变化。
摩尔分数是第三种表示浓度的方法。它是溶液中一种物质的摩尔数与溶液中所有物质的摩尔数的比值。溶液中各组分摩尔分数之和等于1。摩尔分数不受溶液温度的影响。
当将溶质加入溶液中时，只有一定数量的溶质能溶解在溶剂中。当溶质溶解到最大量时，溶液就饱和了。如果你在一杯温水中加入几勺糖，你会发现，有些糖无论你怎么用力搅拌都不会溶解在水里。这是因为水中溶解的糖已经饱和了，水无法再溶解更多的糖了，剩下的糖只能留在杯底。
溶解度指一定温度压力下的饱和溶液的浓度，通常用一定量溶剂所溶解溶质的量表示。物质的溶解度随条件的改变而改变。例如，热水可以比冷水溶解更多的糖。
物质的溶解度是由溶质和溶剂的性质决定的。例如，溶质和溶剂可以是极性的，也可以是非极性的。极性分子在特定位置带有微小的电荷。非极性分子没有极性区域。
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做冰激凌
冰激凌是由牛奶和调味品组成的溶液冷冻而成的。
你需要两杯（480 毫升）牛奶、1/4 杯（50 克）糖、两勺香精、4 杯（960 毫升）冰、半杯（100 克）盐、2 个密封塑料袋（一个大的和一个小的）和一些胶带。
1 把牛奶、糖和香精放入小的密封塑料袋里，用胶带封好。摇动袋子使其混合均匀。
2 把冰块和盐混合后，放入大的密封塑料袋里。
3 将小塑料密封袋放入大塑料密封袋里，尽可能地用冰块把小密封塑料袋包裹起来。
4 上下来回摇动这个大塑料密封袋15分钟。
5 把小塑料密封袋打开，吃你的冰激凌吧！
盐使大密封塑料袋里的冰的温度降低。冰变得足够冷，可以把牛奶和糖的混合物冷冻，从而使混合物变成冰激凌。
一般的规则是“相似相溶”。由极性分子组成的溶质易溶于由极性分子组成的溶剂中。然而，由非极性分子组成的溶质难溶于极性溶剂中。
水是极性溶剂。离子化合物等极性溶质易溶于水中。盐很容易在水中溶解。然而，汽油是一种非极性溶剂，所以盐不会溶解在其中。
温度和压力也会影响溶解度。温度对溶解度的影响比压力更大。一般来说，温度越高，一定溶剂中溶解的溶质就越多。温度对溶解度的影响取决于一些因素。
固体溶质在溶剂中溶解的速度受以下3个因素的影响：溶质和溶剂混合的速度、温度及溶质的总表面积。细粉末比大块的同一固体物质溶解得快。
有时溶液的性质与纯溶剂的性质不同。一个明显的例子是，当溶质溶解在溶剂中时，溶剂的颜色可能会改变。加入溶质也可能改变溶剂的熔点和沸点。例如，纯净水在0℃结冰，在100℃沸腾。然而，当盐溶解在水中时，溶液的熔点下降，沸点上升，确切的温度取决于溶解了多少盐。例如，海水在-17.5℃左右结冰。
这是因为溶质挡住了溶剂分子的“去路”，进而导致溶剂的熔点发生了变化。在纯液态水中，分子总是在运动并相互碰撞。当水的温度达到0℃时，水分子在碰撞时会“粘”在一起，形成冰。然而，在水分子形成冰的同时，其他已经形成冰的水分子重新变成了液体。在冰点时，冻结和融化的水分子数量相同。
科学词汇
饱和溶液： 在特定条件下溶剂不能再溶解某种溶质的溶液。
溶解度： 一定温度和压力下的饱和溶液的浓度。
在冰点以下，冻结的水分子数量比融化的更多，因此冰块会变大。当把盐加到水中时，水分子就不能像以前那样经常相互碰撞了，有时它们会撞击钠离子或氯离子。在0℃时，盐水不会结冰，因为水分子碰撞的概率变小了。形成固态冰的分子数量少于变成液体水的分子数量，所以盐水不会结冰。
在自然界中，并非所有的混合物都是溶液。悬浮液是一种有大颗粒散布在液体或气体中的非均相混合物。这些大的颗粒最终会沉淀下来。如果你摇动过一个雪花玻璃球，你会发现，“雪”实际上是悬浮在里面的。
悬浮液是混浊的，光线很难穿透。浑水就是一种悬浮液，由微小的土壤颗粒悬浮在水中形成。
悬浮液可以由固体、液体或气体的混合物形成。气溶胶是由液滴或颗粒组成的悬浮气体。固体通常悬浮在液体中，如浑水。两种液体也可以形成悬浮液，只是液体必须是不互溶的，如油和水——其中一种液体形成微小的液滴，悬浮在另一种液体中，这种悬浮液也被称为“乳剂”。
下图显示了山里的大雾。雾是由散布在空气中的微小水滴构成的胶体。
胶体是同时具有溶液和悬浮液特性的混合物。胶体中的粒子扩散到溶剂中，它们比分子或离子大，但不够重，难以沉降下来。这些粒子的体积也很小，它们无法通过过滤除去。胶体在自然界非常普遍，牛奶、蛋黄酱和烟等物质都是胶体。
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旋转一下
在这个简单的实验中，你可以将悬浮液中的液体和固体分开。你需要一个大的空锡罐（如一个咖啡罐）和一些绳子。找个成年人帮你，因为罐子可能会很锋利，而且要小心，你可能会被淋湿！
1 在罐子上面开两个小洞。两个小洞应该在相对靠近边缘的地方。确保罐子没有锋利的边缘。
2 把绳子穿过小洞，系起来。
3 向罐子里倒入大约一半的水，然后加入一把土。搅拌，形成悬浮液。
4 把罐子拿到足够大的地方。用绳子带着罐子旋转至少20 圈。一定要抓住绳子。
5 不用摇动罐子，把罐子里的水倒进玻璃杯里。如果水仍然很浑浊，再旋转罐子几次。
土壤中的细小颗粒在水中形成一种悬浮物。当罐子旋转时，颗粒被甩到底部，加速沉降。这个罐子和绳子其实就是一个简单的离心机。离心机通过旋转，将液体或气体中的悬浮物去除。
固体是物质三种状态中能量最低的一种。在固体内部，原子连接在一起，从而具有了固定的形状。
固体无处不在。地面是坚实的，建筑物是坚实的，鞋子是坚实的，这本书也是坚实的。根据动力学理论，固体中的原子一直在运动。然而，固体中的原子又是“固定的”，这就是它们会形成固定形状的原因——固体分子不像液体或气体分子那样四处移动，而是围绕一个中心位置来回振动。
固体的性质与其粒子排列方式有关。由于固体中的粒子紧紧地结合在一起，因此固体有一定的体积和形状。与液体或气体不同的是，固体的体积和形状不会因温度或压力的变化而发生很大的变化。
最常见的固体类型为晶态固体，它们被简单地称为“晶体”。晶体由高度有序、重复排列的原子组成。这种重复排列的结构被称为“晶格”。
食盐、糖、浴盐和雪都是日常生活中常见的晶体。几乎所有的宝石都是晶体。
每个晶体都有特定的晶格。晶体的许多属性，如它的硬度，是由晶格的排列方式决定的。组成晶体的最小的重复结构单元被称为“单位晶胞”，简称“晶胞”。晶格是由许多以固定模式连接在一起的晶胞构成的。
科学词汇
无定形： 缺乏确定的结构或形状。
晶体： 由有规则的原子重复排列组成的固体。
溶液： 将各种物质混合均匀的混合物。
过冷液体： 一种非常黏稠的液体，流动非常缓慢，可以保持固体的形状。
大多数天然固体是晶体。在晶体内部，分子以固定的重复模式排列，这使得每个晶体的形状都很有序。
晶格在三维平面上有七大晶系，分别为三斜晶系、单斜晶系、正交晶系、四方晶系、立方晶系、三方晶系和六方晶系。
晶体在自然界很常见。大多数固体是晶体。人们最熟悉的晶体也许就是岩石中的矿物质。在自然界，晶体是从熔化的岩石或饱和的水溶液中生长出来的。有些晶体可以长得非常大。人们已经发现了一种单晶体，它有房子那么大，重达数吨。晶体生长时，通常会长成与晶胞相同的形状。
例如，黄铁矿也被称为“愚人金”，它是一种闪亮的金色晶体，它的晶胞是立方体形状的，黄铁矿晶体也是立方体形状的；翡翠晶体的晶胞是六边形的，翡翠通常也是六边形的。
当晶体破裂时，它们往往沿着晶胞之间的连接破裂。所以，晶体往往会分裂成特定的形状。许多矿物质看起来很相似。地质学家鉴别矿物的方法之一是观察其晶体的破碎方式。
“amorphous”这个词的意思是“没有形状的”，指没有确定的形状，但可以有多种形状的物体。有些固体是无定形固体，它们没有排列有序的晶格。常见的无定形固体是塑料和橡胶。
由于没有晶格结构，无定形固体的性质与晶体不同。例如，大多数晶体是坚硬的，被击中时很容易破碎。破碎的晶体碎片也具有同样的形状。但无定形固体往往具有弹性，破碎时碎片的形状和大小都不一样。
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盐的晶体
构成晶体的最基本的几何单元被称为“晶胞”。这些晶胞结合在一起形成一个更大的重复排列的空间结构，被称为“晶格”。晶体可以被分解成更小的部分，但是每个部分都有重复的单元结构。
1 在深色的表面撒一些食盐。用放大镜观察它们。它们是什么形状的？
2 在深色的表面撒一些岩盐。用放大镜观察它们，比较岩盐晶体和食盐晶体的形状。
3 用锤子敲碎一个岩盐晶体。用放大镜观察它们。它们现在看起来怎么样？你应该看到所有的盐都呈相同的立方体形状。
在晶格中的3 种晶胞
六边形晶胞（1）由14 个原子排列成八面体，其中两个面是六边形。立方体晶胞（2）有6 个正方形面，可以包含8、9 或14 个原子（如图所示）。菱形晶胞（3）有8 个原子，组成6个面，每个面都是菱形。有些无定形固体，如玻璃，实际上是过冷液体——它们不是固体，而是非常黏稠的液体。这些液体非常黏稠，无法流动，可以像固体一样保持形状，但也可以像其他液体那样形成任何形状。
（1）六边形晶胞
（2）立方体晶胞
（3）菱形晶胞
当无定形固体受热时，它们是过冷液体的性质就会表现出来。晶体有固定的熔点，当达到熔点时，整个晶体很快就会变成液体。当无定形固体受热时，它们会变软，在最终熔化之前可能会流动成不同的形状。
气体和液体的物理性质可以用分子间力来解释。固体的物理性质也可以用分子间力来解释。这些性质包括硬度、导电能力和熔点，每一个性质都取决于将固体黏合在一起的分子间力的强弱。
金属固体很常见。元素周期表中约3/4的元素是金属元素。金属元素的原子中能成键的价电子通常很少。价电子是那些位于原子最外电子壳层上的电子。这些是化学键中的电子。当金属原子形成晶格时，价电子就会脱离原子，在固体中自由移动。自由电子就像胶水一样把金属原子“粘”在一起。电子可以沿着一个方向流动，形成电流。金属是优良的导体，不仅能导电，还能导热。
分子的模式
晶体中的分子以有序的方式排列在一起。无定形固体的分子以随机的方式排列。
晶体
无定形固体
金属还有另外两个特性：展性和延性。具有展性的材料可以被击打成薄板，具有延性的材料可被拉成线。这两种特性都与自由电子将金属原子“粘”在一起有关。
金属的用途很广。它们很坚固，可以被塑造成各种形状。金属可以制造各种各样的物体，包括汽车、工具、电线和珠宝等。一种纯金属可能不具备某一方面的特性，如可能太软或展性不强。使金属用途更广泛的一种方法是把它和其他金属混合，制成合金。黄铜是铜和锌的合金。有些合金中也含有非金属，如钢是铁和其他几种金属的合金，但其中也含有少量的碳。
许多固体是由分子构成的。大多数分子固体是化合物。分子固体是由分子间力黏合而成的。一般来说，分子固体是软的，熔点较低。这是因为它们的分子间力较弱。大多数分子固体的导电性或导热性不好。
有些化合物是由离子形成的。离子是在化学反应中失去或获得电子的原子。失去电子的离子带正电荷，得到电子的离子带负电荷。异性电荷相互吸引，同性电荷相互排斥。固体中的离子被另一个带相反电荷的离子吸引。正是这种吸引力将离子结合在一起形成离子固体。然而，这些离子也排斥带有相同电荷的离子。
离子固体都是晶体。离子排列在晶格中。在晶格内部，带相反电荷的离子尽可能地靠在一起，带相同电荷的离子之间的距离越远越好。离子固体很坚硬，这与它们的晶格有关。由于离子键很强，因此离子固体有很高的熔点，通常比分子固体的熔点高得多。离子固体是不良导体，因为离子不能移动。
最简单的离子固体由两个离子组成，一个带正电荷，另一个带负电荷。例如，食盐（氯化钠）有一个带正电荷的钠离子和一个带负电荷的氯离子。
有些固体的原子以共价键紧密相连。原子共用它们的价电子时，就会形成共价键。
许多固体是通过共价键结合的，其中有一些是晶体。共价键把所有的原子连接起来形成晶格。晶格是一种非常坚固的结构，很难被破坏。这种类型的固体被称为“共价晶格固体”。钻石就是一种共价晶格固体。共价晶格固体的熔点很高。
类金属元素是具有金属的某些性质和非金属的某些性质的一组元素。硅和砷就是类金属元素。类金属的一个特性是可以导电，但它们只有在特定的条件下才能导电。因此，这些材料被称为“半导体”。从20 世纪60 年代开始，半导体就变得很重要。晶体管等电子设备中用半导体来控制电路中的电流。随着电子学的发展，小型计算机、移动电话和类似的机器被制造了出来。
黄金
黄金和其他贵金属的纯度是以克拉为单位衡量的。黄金是24 克拉的。珠宝很少用纯金做，因为黄金非常柔软，很容易凹陷或弯曲。为了提高硬度，大多数珠宝是由黄金、铜和其他金属的合金制成的。通常以18 克拉、12 克拉等克拉数来表示珠宝中的含金量。24 克拉表示珠宝含有100%的黄金。18 克拉表示珠宝含有75%的黄金，而12 克拉的珠宝只含有50%的黄金。这两个百分比分别由下式得出：
（18÷24）×100%=75%
（12÷24）×100%=50%
这是埃及国王图坦卡蒙的面具，他死于3300 多年前。这个面具是由24 克拉黄金制成的。
食盐
食盐是很常见的固体，由钠离子和氯离子的立方晶格结构组成。
半导体形成共价晶格固体。原子排列成晶格。在纯半导体中，所有的原子之间形成共价键的电子数量刚好合适。然而，电子只是被松散地固定在这些共价键中，有一些电子能够摆脱共价键的束缚，并能在固体中移动。逃脱的电子留下的空穴也可以移动。这些空穴就像可移动的正电荷。
科学词汇
化合物： 在化学反应中由两种或两种以上元素的原子结合形成的纯净物。
离子： 失去或获得电子的原子。离子带正电荷或负电荷。
分子： 由两个或两个以上原子结合而成的一组粒子，是保持物质特有化学性质的最小微粒。
从干冰（二氧化碳固体）升华而来的二氧化碳气体。二氧化碳是无色的，但在这种情况下，二氧化碳气体的温度太低，使得空气中的水蒸气形成了由微小水滴组成的白雾。因为它的密度较大，所以它会下沉到地板上。
我们也可以通过添加其他元素的原子来控制半导体的导电方式。这个过程被称为“掺杂”。掺杂是指用一种其他元素的原子来填充类金属原子晶格中的间隙。例如，纯硅的导电率很低，但如果将磷掺杂到硅中，磷原子的5 个电子中的4 个就会与硅原子结合，而第5 个电子是自由的，没有与硅原子结合。这个自由电子能够在固体中移动并传导电流。
从液体到固体的变化过程叫作“凝固”，从固体到液体的变化过程叫作“熔化”。固体在熔化之前，会受热膨胀。当固体变得更热时，里面的原子振动得更厉害，原子之间的距离也会增加，从而导致整个固体膨胀。晶体和分子固体受热后，只会轻微膨胀。一般来说，金属受热膨胀得最厉害。
有些固体受热后并不熔化。相反，它们直接从固体变成气体，这个过程被称为“升华”。蒸发是液体变成气体的过程。在这个过程中，原子或分子彼此分离，并独立移动。在某些情况下，固体中的分子有足够的能量以同样的方式变成气体。分子固体最有可能升华。由于它们的分子间力较弱，因此单个分子更容易挣脱并形成气体。碘是一种闪亮的灰色分子固体，受热时会升华为深紫色气体。
冰有时也能升华。如果你把一块冰放在冰箱里很长时间，它就会升华。冰箱的空气中只有很少的水蒸气，这使得水分子更容易从固态的冰中脱离，形成水蒸气。如果空气中已经充满了水蒸气，冰就不那么容易升华了。
计算离子的电荷
在写离子化合物的化学式时，离子的电荷是很重要的。金属离子带正电荷，非金属离子带负电荷。阳离子与原子有相同的名称，例如，钠元素为sodium，钠离子为sodium ion；但阴离子通常有不同的名称，例如，氯元素为chlorine，氯离子为chloride ion。
写化学式时，化合物的电荷必须等于零。例如，氯化钾是由钾离子和氯离子组成的。钾离子的电荷为+1，氯离子的电荷为-1。因此，1 个钾离子和1 个氯离子结合成分子，化学式为KCl。
氯化铝是由铝离子和氯离子组成的。铝离子的电荷为+3，而氯离子的电荷为-1，因此，每个铝离子与3 个氯离子结合，氯化铝的化学式是AlCl 3 。数字3 表示1 个氯化铝分子含有3 个氯离子。3 个氯离子的总电荷是-3，与铝离子的电荷+3 相平衡。
大多数物质有相对稳定的状态，要么是固体，要么是液体，要么是气体。它们可以通过增加或减少能量（通常是以热的形式产生的动能）来改变状态。
一种物质可以从一种相态转变为另一种相态，例如从固体变成液体。当固体、液体或气体中的粒子结合或分开时，物质的相态就会发生改变。这些相态的改变总是涉及能量的变化。
当物质从固体变为液体或从液体变为气体时，粒子必须克服初始状态下的分子间力。用来克服分子间力的能量就是动能。动能的来源是热量。当物质被加热时，这些粒子吸收能量，增加了自身的动能。温度是平均动能的量度。因此，当能量增加时，温度会升高。
当物质从气体变成液体或从液体变成固体时，能量也很重要。粒子必须失去动能。随着相态的变化，粒子的运动速度变得更慢。把一种物质从液体变成气体比把这一物质从固体变成液体需要更多的能量。
科学词汇
吸热反应： 一种吸收热量而使周围温度下降的化学反应。
放热反应： 一种放出热量而使周围温度上升的化学反应。
熔化热： 把固体变成液体所需要的能量。
汽化热： 把液体变成气体所需要的能量。
在物质的三种状态中，气体的能量最高。物质必须获得足够的动能，才能使粒子完全克服分子间力。物质的分子间力越大，其沸点越高，因为粒子变成气体需要更多的能量。
把固体变成液体所需要的能量叫作“熔化热”。把液体变成气体所需要的能量叫作“汽化热”。
熔化热是打破固体分子间的化学键使其变成液体所需要的能量。从固体到液体的相变不涉及温度的变化。当物质熔化时，温度保持不变，粒子的动能实际上并不改变。
这张蜘蛛网上挂着露珠。当潮湿的空气冷却或碰到寒冷的表面并凝结变成液体时，露水就形成了。这种从湿空气到水的转换就是相态的变化，也被称为“相变”。
在相变完成之前，动能都不会发生变化。
熔化热也等于物质从液体变为固体时所放出的热量。对大多数物质来说，固体状态下的粒子比液体状态下的粒子紧密得多。这意味着在一定体积内，固体中的分子比液体中的分子多。因此，同一物质固体状态下的密度比液体状态下的密度高。这就解释了为什么大多数物质的固体会下沉到它的液体形态中。
水是一个例外。当水结冰时，水分子比它们在液相时分开得更远。这是因为氢键在水中产生了强大的分子间力。这就解释了为什么冰可以漂浮在水面上。冰的密度实际上比水的密度小9%。因为水结冰时会膨胀，所以在结冰前，在装水的容器中需要留出一定的空间。如果将容器装满水后密封，水结冰后会膨胀，容器就会破裂。
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膨胀的冰
1 把一块黏土压在碗底。
2 将一根吸管插入黏土中，使吸管直立。
3 向水中加入几滴食用色素。用滴管将水灌到吸管中，直到吸管里充满大约一半有颜色的水。
4 用记号笔在吸管上标记水的高度。
5 将碗放入冰箱冷冻室至少4个小时或更久。
6 把碗从冰箱里拿出来，观察水结冰时吸管的水位是如何变化的。水结冰时会膨胀，这应该会导致吸管里的水位上升。
用记号笔在吸管上标记水的高度。
水结冰时会膨胀，从而导致吸管中的水位上升。其他的物质在结冰时几乎都会收缩。
当固体被加热并达到熔点时，温度随相变而保持不变。对于熔点不是很高的物质，科学家可以很容易地测量出这个温度。
冰点也是一样的，当液体冷却到冰点时，温度会保持不变，直到发生相变。物质的熔点或冰点可以用来确定物质的确切性质。每种物质都有自己的熔点或冰点。
和熔化一样，汽化时温度保持不变，直到相变完成。当液体达到沸点时，粒子不会获得动能。相反，液体中的粒子利用能量来克服分子间力。一旦所有的液体都变成了气体，温度就会继续升高。
科学词汇
冷凝： 从气体变为液体的状态变化。
蒸发： 当液体的温度低于沸点时，从液体到气体的状态变化。
分子间力： 物质分子间的微弱吸引力。
压力： 施加在某一区域上的推力。
蒸气： 物质的气体形式，存在于该物质的临界温度以下，但仍可液化。
当液体的蒸气压等于气压时，它就会沸腾。例如，在海平面时，水在100℃沸腾。随着海拔的升高，气压会降低。气压的降低意味着水沸腾的温度也降低了。在高海拔的地区烹饪时，水沸腾的温度会降低很多。许多食谱增加了在高海拔地区烹饪食物的说明。如果气压增加，水的沸点也会提高。厨师会使用高压锅来增加压力，从而提高水沸腾的温度。因为温度升高，食物会熟得更快。
沸腾和蒸发
当液体沸腾（a）时，分子获得动能并从表面离去，在液体中形成气泡。在蒸发过程（b）中，在不加热的情况下，分子便可从液体中逃逸出去。液体失去能量，温度降低（c）。
（a）沸腾：分子被驱赶出去
（b）蒸发：分子逃逸出去
（c）蒸发：温度降低
把液体变成气体需要能量。这是一个吸热过程。这个过程对人们来说非常重要。当你努力工作或锻炼时，你的身体会产生热量。你的身体必须把多余的热量排出去。身体排热的方式是出汗。当你的身体发热时，汗水会附着在皮肤表面。身体的热量使汗液变热，从而使汗液开始蒸发。蒸发是一个吸热的过程，汗液分子吸收热量，从而使身体的温度下降。
蒸发冷却是身体排出多余热量的好方法。然而，蒸发冷却并不是一直有效的。湿度是影响蒸发冷却的一个因素。湿度是衡量空气中水蒸气数量的指标。当湿度很高时，空气中存在的水蒸气可以接近饱和。在这种情况下，空气无法容纳更多的水蒸气，汗水也不能蒸发。蒸发冷却的最理想条件是空气中只有很少的水蒸气。
与所有物质一样，水以三种不同的状态——固态、液态和气态存在。固态的水叫冰，液态的水叫水，气态的水叫水蒸气。当水在不同状态之间变化时，每种变化都有一个名称。当水从固体变成液体时，它就融化了。当水从液体变成固体时，它就结冰了。当水从液体变成气体时，它就沸腾了。当水从气体变成液体时，它就凝结了。
如果你从-5℃的冰柜里拿出一块冰，那么冰块的温度也是-5℃。如果把冰块放在平底锅里，在炉子上加热，冰块就会吸收能量，温度稳步上升。当冰块达到熔点（0℃）时，温度不再继续上升，能量被用来把固体变成液体，直到所有的冰融化。
试试这个
放松一下
蒸发冷却是一种有效的降温方式。
1 在棉球上倒一点外用酒精。
2 挤出多余的酒精，用棉球轻轻包在温度计上。
3 吹一下棉球，看看温度计上的温度会发生什么变化。酒精蒸发吸收能量，从而导致温度计上的温度下降。
一旦冰全部融化，温度便会继续上升。水的温度继续上升，直到达到沸点。一旦水开始沸腾，温度就又保持不变，直到所有的水变成水蒸气。当所有的水变成水蒸气后，水蒸气的温度便会随着能量的增加而升高。当能量从水蒸气中被移走时，相反的情况就会发生。水蒸气的温度下降，直到它开始凝结（由气体变为液体）。此后，温度一直保持不变，直到所有的水蒸气凝结成液态水。之后，温度继续下降，直到水达到冰点。当水从液体变为固体时，温度保持不变，可一旦所有的水都变成了冰，温度就会继续下降。