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【正文】 大約 10億個同銀河系類似的天體系統(tǒng)，我們把它們叫做河外星系，簡稱星系。目前，天文學(xué) 上把銀河系和現(xiàn)在所能觀測到的河外星系，合起來叫做總星系。它是現(xiàn)在所知道的最高一級天體系統(tǒng)，也是目前人們所能觀測到的宇宙部分。 第四章 物質(zhì)的特性 一、物態(tài)變化 自然界中的物質(zhì)一般存在有三種狀態(tài)：固態(tài)、液態(tài)和氣態(tài)。 物質(zhì)狀態(tài)的變化一般伴隨著熱量的變化 —— 吸熱和放熱。 固體熔化、液體汽化、固體升華都需要吸熱，液體凝固、 氣體液化、氣體凝華都需要放熱。 熔化和凝固 熔化是物質(zhì)由固態(tài)變成液態(tài)的過程，從液態(tài) 變 成固態(tài)的過程叫做凝固。 三態(tài)的相互轉(zhuǎn)化 熔化一凝固圖象的縱坐標(biāo)表示溫度，橫坐標(biāo)表示實(shí)驗(yàn)經(jīng)過的時間。下圖甲為晶體的熔化圖象，其中 AB段表示固體吸熱升溫階段； BC段表示晶體熔化階段，此階段要吸熱，但溫度基本保持不變，這個固定的熔化溫度即為熔點(diǎn)； CD 段表示液態(tài)升溫階段。下圖乙為非晶體的熔化圖象，圖中沒有相對水平的一段（即溫度不變的部分），隨著加熱的進(jìn)行其溫度不斷上升，直至全部變?yōu)橐簯B(tài)。用圖形記錄物理變化的過程是科學(xué)研究問題的一種方法。根據(jù)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)作出圖象，找出圖象的變化規(guī)律，是學(xué)習(xí)的難點(diǎn)，也是學(xué) 生觀察能 力的深化。凝固是熔化過程的逆過程，在熔化圖象的基礎(chǔ)上推理，畫出晶體的凝固圖象，培養(yǎng)學(xué)生知識的遷移能力。 熔化一凝固的圖象 汽化和液化 汽化是物質(zhì)由液態(tài)變?yōu)闅鈶B(tài)的過程，液體汽化時要吸收大量的熱，它有兩種表現(xiàn)形式蒸發(fā)和沸騰。兩者有以下四點(diǎn)區(qū)別：（ 1）蒸發(fā)是液體表面的汽化現(xiàn)象，沸騰是在液體表面與內(nèi)部同時發(fā)生的劇烈汽化現(xiàn)象；（ 2）蒸發(fā)可在任何溫度下進(jìn)行，沸騰只能當(dāng)溫度達(dá)到沸點(diǎn)才進(jìn)行；（ 3）蒸發(fā)的快慢與溫度高低、液體表面積大小、液面空氣流動快慢有關(guān)，沸騰與液面氣壓高低相關(guān)；（ 4）蒸發(fā)時會從液體內(nèi)部吸熱，具有致冷效果；沸騰時需從外界吸收大量的熱。 在水沸騰實(shí)驗(yàn)中，觀察水的沸騰現(xiàn)象，研究水沸騰時的溫度。每組一個小燒杯，內(nèi)裝大約 100克的溫水，將燒杯放在石棉網(wǎng)上加熱，把溫度計(jì)從塑料蓋子中央的孔內(nèi)穿進(jìn)，蓋上燒杯，使溫度計(jì)的玻璃泡沒人水中。待水溫升至 90℃時，每隔半分鐘記錄一次水的溫度。水沸騰后，繼續(xù)記錄溫度，并注意觀察水沸騰時的情況。最后根據(jù)實(shí)驗(yàn)記錄，在坐標(biāo)紙上畫出水的溫度隨時間變化的曲線。觀察水沸騰時，一方面注意溫度計(jì)示數(shù)的變化，另一方面觀察水中氣泡的生成情況。因冷水中溶有少量 空氣，剛加熱時燒杯底與側(cè)壁會產(chǎn)生大量細(xì)小的附壁氣泡；隨著溫度升高，氣泡內(nèi)水蒸氣增多后氣泡會在水中上浮，上浮的氣泡遇到上層涼水將變小。當(dāng)溫度達(dá)到沸點(diǎn)時，上升的氣泡越變越大，并在水面破裂放出大量蒸汽，水內(nèi)及表面受大量氣泡的沖撞而劇烈振蕩起來。 液化是物質(zhì)從氣態(tài)變?yōu)橐簯B(tài)的過程。氣體液化時要放出大量的熱，所以 100℃的水蒸氣比 100℃的沸水對人的燙傷要厲害得多。水蒸氣是無色、無味的氣體，人眼是看不見的，燒開水時水面出現(xiàn)大量的“白氣”是高溫水蒸氣遇冷空氣后液化成的小水珠。霧是地面附近的水蒸氣遇冷后液化成的大 面積“白氣”形成的。 升華和凝華 升華是物質(zhì)從固態(tài)直接變成氣態(tài)的過程。凝華是升華的逆過程。升華需要吸熱，凝華會放熱。冬天衣服凍于是升華的結(jié)果；嚴(yán)寒的冬季，北方地區(qū)玻璃窗上出現(xiàn)的“冰花”是室內(nèi)水蒸氣凝華的結(jié)果。樟腦丸放人衣箱后會升華成殺蟲的氣體，初冬季節(jié)水蒸氣會凝華在草和地面上形成霜。 如何用物態(tài)變化的觀點(diǎn)解釋自然界中雨、云、雪、露、霧、霜的形成了首先應(yīng)明確它們都是由空氣中的水蒸氣演變成的；其次應(yīng)知道它們是由小水珠還是小冰晶構(gòu)成的，再尋找其相關(guān)的物態(tài)變化過程。例如：露是小水珠，它是空氣中水蒸氣液 化而成的。 試試看： 判斷下列物態(tài)變化過程，和吸熱放熱情況。 1）春天，冰封的湖面開始解凍； 2）夏天，打開冰棍紙看到 “ 白氣 “ ； 3）灑在地上的水變干； 4）深秋，屋頂?shù)耐呱辖Y(jié)了一層霜； 5）冬天，冰凍的衣服逐漸變干； 6）冬天的早晨，北方房屋的玻璃窗內(nèi)結(jié)冰花； 7）樟腦球過幾個月消失了； 8）出爐的鋼水變鋼錠； 9）冬季帶眼睛的人進(jìn)入室內(nèi)，鏡片上會蒙上一層小水珠； 夏天，小林為了解渴，從冰箱里拿出一支棒冰，小林發(fā)現(xiàn)棒冰上粘著 “ 白花花 ” 的粉；一剝?nèi)グb紙，棒冰上就會冒煙；他把這支棒冰放進(jìn)茶杯里，不 一會，茶杯外壁會出“ 汗 ” 。你能幫助解釋這些現(xiàn)象嗎？ 二、物質(zhì)的構(gòu)成 分子是構(gòu)成物質(zhì)的一種微粒，它既不是“最小微?！币膊皇恰拔ㄒ坏奈⒘！薄ｋm然大部分的物質(zhì)是由分子構(gòu)成，但也有許多物質(zhì)是由原子或離子等微粒構(gòu)成的。分子的基本性質(zhì)：（ 1）分子的質(zhì)量、體積很?。唬?2）分子處于不停地?zé)o規(guī)則運(yùn)動之中；（ 3）分子之間有空隙；（ 4）同種物質(zhì)分子的性質(zhì)相同，不同種物質(zhì)分子的性質(zhì)不同。分子具有的這四個基本性質(zhì)解釋日?，F(xiàn)象的理論依據(jù)。分子的運(yùn)動使兩種不同物質(zhì)在接觸時，彼此進(jìn)入人對方的現(xiàn)象，叫做擴(kuò) 散。如液體擴(kuò)散，氣體擴(kuò)散，固體擴(kuò)散，固、液、氣之間也能擴(kuò)散。分子運(yùn)動的快慢與溫度有關(guān)，物體的溫度越高，分子的運(yùn)動越劇烈，擴(kuò)散現(xiàn)象就越明顯。蒸發(fā)是一種緩慢進(jìn)行的汽化方式，從分子運(yùn)動的角度看，蒸發(fā)實(shí)質(zhì)上是處于液體表面的分子由于運(yùn)動離開液面的過程。溫度越高，分子運(yùn)動越劇烈，越容易離開液面。所以，我們說蒸發(fā)是在液體表面進(jìn)行的汽化現(xiàn)象。同樣可以利用分子運(yùn)動的觀點(diǎn)來解釋其他物態(tài)變化的現(xiàn)象。 如何用分子的觀點(diǎn)區(qū)別物理變化和化學(xué)變化？關(guān)鍵是分子本身是否發(fā)生了變化。物質(zhì)在發(fā)生物理變化時，分子本身沒有發(fā)生變化，只是分子 之間的間隔發(fā)生了變化，從而使物質(zhì)的狀態(tài)發(fā)生了改變。如水由冰 — 液態(tài)水 — 水蒸氣，就是水分子的聚集狀態(tài)發(fā)生了變化，水分子本身并沒有發(fā)生改變。因此，我們說三態(tài)變化都是物理變化。當(dāng)物質(zhì)發(fā)生化學(xué)變化時，原物質(zhì)的分子發(fā)生了變化，生成了其他的新分子。如水電解，水分子分解生成了氫氣分子和氧氣分子，產(chǎn)生了新的分子，故發(fā)生了化學(xué)變化。 三、物質(zhì)的溶解性和酸堿性 物質(zhì)的溶解性 物質(zhì)的溶解性是某種物質(zhì)在另一種物質(zhì)中的溶解能力的大小。一種或一種以上的物質(zhì)分散到另一種物質(zhì)里，形成均一的、穩(wěn)定的混合物，叫做溶液 。溶液的基本特征是溶液的均一性和穩(wěn)定性。在水溶液申，某種分子 (或離子 )高度分散到水分子中間，形成透明的混合物。均一性，是指溶液各處濃度一樣，性質(zhì)相同。如一杯蔗糖溶液，取上部的溶液和下部的溶液，它們的濃度都一樣。穩(wěn)定性，是指條件不發(fā)生變化時（如水分不蒸發(fā)，溫度不變化）無論放置多長時間，溶液不分層，也不析出固體沉淀。 在一定的條件下，物質(zhì)能夠溶解的數(shù)量是有限的。相同條件下，不同的物質(zhì)溶解的能力不同。物質(zhì)的溶解能力隨溫度的變化而變化：大多數(shù)固態(tài)物質(zhì)的溶解能力隨溫度的升高而升高；少數(shù)物質(zhì)（如食鹽）的溶解能力 受溫度的影響很?。灰灿袠O少數(shù)物質(zhì)（如熟石灰）的溶解能力隨溫度的升高而降低。同一物質(zhì)在不同的另一種物質(zhì)里溶解能力不同。氣體在液體中溶解時液體溫度越高，氣體溶解能力越弱；壓強(qiáng)越大，氣體溶解能力越強(qiáng)。在物質(zhì)的溶解過程中，有的溫度會升高，要放出熱量；有的溫度會降低，要吸收熱量。 探究實(shí)驗(yàn) —— 食鹽在水中溶解快慢的影響因素，體現(xiàn)了控制變量的重要性。注意此實(shí)驗(yàn)的前提條件是，食鹽的質(zhì)量一定，水的體積一定即水的質(zhì)量一定，然后再來討論影響因素。 物質(zhì)的酸堿性 如何知道 物質(zhì)的酸堿性呢？通過使用紫色石蕊試液或無色酚酞試液可以知道。溶液的酸堿度常用 pH來表示， pH的范圍通常在 0一 14之間。 pH＝ 7，溶液呈中性； pH7，溶液呈酸性，數(shù)值越小，酸性越強(qiáng)； pH7，溶液呈堿性，數(shù)值越大，堿性越強(qiáng)。 測定物質(zhì)酸堿性強(qiáng)弱最常用、最簡單的方法是使用 pH試紙。使用方法：用潔凈的玻璃棒蘸取被測試的溶液，滴在 pH 試紙上，將試紙顯示的顏色與標(biāo)準(zhǔn)比色卡對照，看與哪種顏色最接近，從而確定被測溶液的 pH。根據(jù) pH 便可判斷溶液的酸堿性強(qiáng)弱。（注意：用過的玻璃棒要再 次使用的話，先要用蒸餾水