【閱前提示】本篇出自『數(shù)理化自學(xué)叢書(shū)6677版』，此版叢書(shū)是“數(shù)理化自學(xué)叢書(shū)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(shū)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(shū)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(lái)自學(xué)。不過(guò)這套叢書(shū)卻很適合像我這樣已接受過(guò)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(xiě)的注解。

【山話(huà)嵓語(yǔ)】『數(shù)理化自學(xué)叢書(shū)』其實(shí)還有新版，即80年代的改開(kāi)版，改開(kāi)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(guò)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(zhuān)業(yè)術(shù)語(yǔ)和計(jì)算模式的來(lái)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(kāi)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(méi)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(shū)6677版』上傳成文字版。

第七章物態(tài)的變化

【山話(huà)||? 本系列專(zhuān)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。】??

§7-4影響熔點(diǎn)的幾個(gè)因素

【01】在前面做晶體熔點(diǎn)的實(shí)驗(yàn)中，我們假定萘、錫等物體所受的外界壓強(qiáng)是保持不變的。如果外界壓強(qiáng)發(fā)生變化，熔點(diǎn)也將隨著而改變。一般物質(zhì)的熔點(diǎn)不僅與外界壓強(qiáng)有關(guān)，還和它是否純凈，含有雜質(zhì)的種類(lèi)和多少有關(guān)。在這一節(jié)中我們就分別來(lái)討論這些因素對(duì)熔點(diǎn)的影響。

1、壓強(qiáng)對(duì)熔點(diǎn)的影響

【02】在§7-3中已經(jīng)講過(guò)物質(zhì)在熔解時(shí)體積要發(fā)生變化，正是由于這一個(gè)原因，當(dāng)外界的壓強(qiáng)發(fā)生變化時(shí)，物質(zhì)的熔點(diǎn)就要隨著而改變?，F(xiàn)在我們分兩種情況來(lái)研究物質(zhì)的熔點(diǎn)和它所受的壓強(qiáng)的關(guān)系：

【03】第一，熔解時(shí)體積膨脹的物質(zhì)，在壓強(qiáng)增加時(shí)熔點(diǎn)就要升高。因?yàn)樵黾訅簭?qiáng)能夠起壓縮物體體積的作用，因此，在這種情況下，就要阻礙物體熔解時(shí)體積的脹大。為了使物質(zhì)熔解后體積能夠脹大，就必須繼續(xù)加熱，使物質(zhì)的分子振動(dòng)得更激烈，也就是使物體的溫度升得更高。例如水銀的熔點(diǎn)在 1 大氣壓下為－39°C，而在 15,000 大氣壓下為 10°C? 。這類(lèi)物質(zhì)在壓強(qiáng)減小時(shí)熔點(diǎn)就下降。?

【04】第二，熔解時(shí)體積縮小的物質(zhì)，在壓強(qiáng)增加時(shí)熔點(diǎn)就要降低。因?yàn)?，在這種情形下，壓強(qiáng)的增加會(huì)促使物質(zhì)體積的縮小，因此溫度不必升高到原來(lái)的熔點(diǎn)就能夠熔解。例如，冰在 1 大氣壓下的熔點(diǎn)是 0°C，而當(dāng)外界壓強(qiáng)每增加 1 個(gè)大氣壓，它的熔點(diǎn)就要下降 0.0075°C? 。

【05】從下面的實(shí)驗(yàn)中可以觀察到冰的熔點(diǎn)隨著壓強(qiáng)而變化的現(xiàn)象。如圖7·5所示，把一根鋼絲壓在一塊冰上，鋼絲的兩端各懸掛 5 公斤的砝碼。在鋼絲下面的冰由于受到很大的壓強(qiáng)，因此熔點(diǎn)降低，原先是固體的冰現(xiàn)在開(kāi)始熔解成水了。熔解的水處在鋼絲的上面，一方面由于壓強(qiáng)減小，另一方面由于鋼絲下面的冰熔解時(shí)吸取它的熱量，所以又結(jié)成為冰。結(jié)果是鋼絲穿過(guò)冰塊，而冰塊并沒(méi)有分裂為兩塊。這個(gè)例子很好地說(shuō)明了冰的熔點(diǎn)是隨著壓強(qiáng)的增大而降低的。這個(gè)現(xiàn)象我們稱(chēng)為復(fù)冰現(xiàn)象。

2、物質(zhì)中含有雜質(zhì)對(duì)熔點(diǎn)的影響

【06】當(dāng)液體中含有溶質(zhì)時(shí)，它就不容易凝固，因而熔點(diǎn)要降低。例如水里含有蔗糖時(shí)，它的熔點(diǎn)就要降低。又從實(shí)驗(yàn)知道水中含有的有機(jī)物越多，它的熔點(diǎn)也降低得越快。我們有這樣的經(jīng)驗(yàn)，在冰上撒一把鹽，冰就更容易熔解了。所以說(shuō)當(dāng)水中含有鹽堿和酸等物質(zhì)時(shí)，它的熔點(diǎn)要降低。

【07】由幾種不同的金屬按一定比例所組成的合金，它的熔點(diǎn)也往往比其中熔點(diǎn)最低的那一種金屬的熔點(diǎn)還要低一些。例如錫在 232°C 熔解，鉛在 327°C 熔解，而錫與鉛的合金，在 170°C 左右就熔解了。由鉍、錫、鉛、鎘組成的合金的熔點(diǎn)在 70°C 左右。這兩種合金都可用作焊錫或保險(xiǎn)絲。因此，工業(yè)上常常用各種不同的金屬，按照需要的熔點(diǎn)和硬度來(lái)配制各種合金。

【08】但是也出現(xiàn)這樣的一種情況：非常純凈沒(méi)有雜質(zhì)的液體有時(shí)在冷卻到熔點(diǎn)以下若干度時(shí)，仍能保持液態(tài)而并不凝固，這種現(xiàn)象叫做液體的過(guò)度冷卻。例如完全熔解的純硫代硫酸鈉，就很容易發(fā)生這種現(xiàn)象。硫代硫酸鈉的熔點(diǎn)是 48°C? 。但是如果將純凈的硫代硫酸鈉裝在試管里進(jìn)行加熱，使它完全熔解以后，讓它漸漸地冷卻下來(lái)，那么當(dāng)溫度降至 30 多度時(shí)，它仍舊可以保持著液態(tài)。這時(shí)只要把一小塊硫代硫酸鈉結(jié)晶投入試管里，或者搖動(dòng)一下試管，它就會(huì)立刻開(kāi)始結(jié)晶，同時(shí)放出熔解熱使溫度上升到熔點(diǎn)。

【09】在自然界中，我們也可以看到純潔的沒(méi)有任何微塵的水的過(guò)度冷卻現(xiàn)象。如在很冷的冬天，空氣中的小霧滴可以冷到－30°C 還不凍結(jié)，但是當(dāng)飛機(jī)飛進(jìn)這樣的小霧滴中時(shí)，由于飛機(jī)振動(dòng)空氣和噴出大量煙氣，使小霧滴結(jié)冰，這時(shí)飛機(jī)的機(jī)翼上也可能結(jié)冰，這對(duì)飛機(jī)是很危險(xiǎn)的。

習(xí)題7-4

1、在熔解和凝固時(shí)，物體的體積有何變化？

2、在很冷的日子里，如果汽車(chē)長(zhǎng)久停著不用，就必須把它的散熱器水箱里的水放出，為什么？

3、由于物體所受的壓強(qiáng)增加，有些物質(zhì)的熔點(diǎn)升高，有些則降低，這是什么原因？

4、將兩塊 0℃ 的冰壓在一起，它們將會(huì)熔接成一塊，為什么？

5、在企圖得到 0℃ 以下溫度的冷卻裝置中，冷卻管里裝的是濃食鹽溶液，為什么不用淡水呢？