高中物理竞赛讲座讲稿：固体与液体的性质

高中物理竞赛讲座讲稿课题：固体与液体的性质一、 基础知识部分（一）固体的特性（1）晶体与非晶体固体可以分为晶体与非晶体。晶体又可分为单晶体与多晶体。从本质上说，非晶体是粘滞性很大的液体。因此，固体严格地讲主要指晶体。晶体的特点：具有一定的熔点。在熔解或凝固的过程中，固、液态并存，温度保持不变。而单晶体，除此之外还具有天然的规则几何外形。物理性质（如弹性模量、导热系数、电阻率、吸收系数等）具有各向异性。多晶体是由许多小的单晶粒组成。（晶粒的线度约为 10-3cm）由于晶粒的排列的无序性，故物理性质表现为各向同性。外形也不具有规则性。（2）晶体的微观结构所有的晶体从微观结构上看，都是大量的相同的粒子（分子或原子或离子，统称为结构基元）在空间周期性规则排列组成的。由这些结构基元在空间周期性排列的总体称之为空间点阵结构。每个几何点称之为结点。空间点阵是一种数学抽象。只有当点阵中的结点被晶体的结构基元代替后，才成为晶体结构。各粒子（即结构基元）并不是被束缚在结点不动，而是在此平衡位置不停地无规则振动。由于这种周期性的并且有某种对称性晶体点阵的规则排列，决定了晶体宏观上的规则的天然几何形状决定了物理性质呈现出出各向异性。又由于晶体的空间点阵决定的每个粒子所保持的严格的相互位置关系，即结合关系，当晶体被加热时达到瓦解程度的温度是一样的，不断加热，不断对结合关系进行瓦解直到瓦解完成，完全变成液体，温度始终不必升高。因此，晶体有一定的熔点。（3）物体的热膨胀在外界压强不变的条件下，物体的长度、面积、体积随温度升高而增加的现象叫热膨胀。在相同的条件下，气体、液体、固体的热膨胀不同。气体最显著，固体最不明显。也有极少数物质，在某一温度范围内（如：水在 0℃～4℃）当温度升高时体积反而减小。这种现象叫反常膨胀。水、锑、铋、铸铁等都有反常膨胀。在温度变化范围不太大时，线度膨胀近似遵从如下关系：l=l0（1+αt）或△l=αl△T式中的 α 叫膨胀系数。一般金属的膨胀系数约为 10-5/度。大多数物体都具有热胀冷缩的性质，在一定的温度下固体的线度(如长度、直径、周长)是一定的，当温度升高时固体的线度会增加．设温度为 0℃时固体的长度0l ，温度升高到t ℃时长度为tl ，长度增量0tlll  与温度的增量tt  成正比，也跟0l 成正比，即00tlllt，0(1)tllt．式中 称为固体的线膨胀系数，与材料的性质有关，其数量...