【閱前提示】本篇出自『數(shù)理化自學(xué)叢書6677版』，此版叢書是“數(shù)理化自學(xué)叢書編委會(huì)”于1963-1966年陸續(xù)出版，并于1977年正式再版的基礎(chǔ)自學(xué)教材，本系列叢書共包含17本，層次大致相當(dāng)于如今的初高中水平，其最大特點(diǎn)就是可用于“自學(xué)”。當(dāng)然由于本書是大半個(gè)世紀(jì)前的教材，很多概念已經(jīng)與如今迥異，因此不建議零基礎(chǔ)學(xué)生直接拿來自學(xué)。不過這套叢書卻很適合像我這樣已接受過基礎(chǔ)教育但卻很不扎實(shí)的學(xué)酥重新自修以查漏補(bǔ)缺。另外，黑字是教材原文，彩字是我寫的注解。

【山話嵓語】『數(shù)理化自學(xué)叢書』其實(shí)還有新版，即80年代的改開版，改開版內(nèi)容較新而且還又增添了25本大學(xué)基礎(chǔ)自學(xué)內(nèi)容，直接搞出了一套從初中到大學(xué)的一條龍數(shù)理化自學(xué)教材大系列。不過我依然選擇6677版，首先是因?yàn)?677版保留了很多古早知識(shí)，讓我終于搞明白了和老工程師交流時(shí)遇到的奇特專業(yè)術(shù)語和計(jì)算模式的來由。另外就是6677版的版權(quán)風(fēng)險(xiǎn)極小，即使出版社再版也只會(huì)再版80年代改開版。我認(rèn)為6677版不失為一套不錯(cuò)的自學(xué)教材，不該被埋沒在故紙堆中，是故才打算利用業(yè)余時(shí)間，將『數(shù)理化自學(xué)叢書6677版』上傳成文字版。

第七章物態(tài)的變化

【山話||? 本系列專欄中的力單位達(dá)因等于10??牛頓；功的單位爾格等于10??焦耳；熱量的單位卡路里等于4.186焦耳。另外這套老教材中的力的單位常用公斤，如今是不允許的，力是不能使用公斤為單位的?！?

§7-3熔解和凝固時(shí)體積的變化

【01】在日常生活中我們都有這樣的經(jīng)驗(yàn)，冬天必須用稻草把自來水管包扎好，這樣就能防止管內(nèi)的水凍結(jié)成冰。因?yàn)楫?dāng)水凍結(jié)成冰時(shí)，水管就要被脹裂。在嚴(yán)寒時(shí)，盛滿水的瓶子有時(shí)也會(huì)因凍結(jié)而破裂。河水結(jié)冰時(shí)，冰又總是浮在水面上的(圖7·3)。這都說明了水變成冰時(shí)，它的體積要膨脹，密度要變小。

【02】那么其他一些物質(zhì)在凝固時(shí)體積又將發(fā)生怎樣的變化呢？我們可以做這樣一個(gè)實(shí)驗(yàn)，拿一小塊固體石蠟投進(jìn)熔解的液體石蠟里，就會(huì)看到它要下沉到底部（圖7·4）。這說明固態(tài)石蠟的密度比液態(tài)石蠟大。在熔解時(shí)，石蠟的體積要增大，密度要變小。這和冰熔解成水的情況恰好相反。我們還可以看到當(dāng)把液態(tài)的鋼或鉛傾倒在模子里時(shí)表面是平的，可是當(dāng)凝固成鋼錠或鉛錠后，表面就不是平的，而是呈凹形的。這說明它們和石蠟一樣在凝固時(shí)體積縮小。

【03】從上面兩個(gè)例子中，我們知道物體從固態(tài)熔解成液態(tài)，或者從液態(tài)凝固成固態(tài)時(shí)，體積和密度通常是要發(fā)生變化的。實(shí)驗(yàn)又告訴我們，大多數(shù)物質(zhì)在凝固時(shí)體積要縮小，在熔解時(shí)體積要變大，如石蠟、銅、鋅、錫等.這是因?yàn)樵诰w內(nèi)分子有規(guī)則排列時(shí)所占的體積要比在液體內(nèi)分子雜亂無章排列時(shí)所占的體積小些。

【04】但是也有少數(shù)物質(zhì)例外，它們?cè)谀虝r(shí)體積反而變大，熔解時(shí)體積反而縮小。例如冰、鉍和銻等就有這樣的性質(zhì)。冬天農(nóng)作物要防止霜凍，也就是因?yàn)樗Y(jié)冰時(shí)體積膨脹，結(jié)果將植物的細(xì)胞脹裂而使植物死亡。雨水流入巖石的縫隙深處，在天寒結(jié)冰時(shí)，可以使巖石裂開；這是形成自然界中巖石風(fēng)化的一個(gè)原因。此外如在制作印刷用的活字版時(shí)，常常要在鉛中加入一些鉍、銻等金屬，因?yàn)樵谀虝r(shí)它們要膨脹，結(jié)果就壓入模型的細(xì)微深處，以保證字型沒有缺陷。