研究物质的性质

16、17世纪欧洲的自然哲学家重新检测了古老的物质理论。他们以实验来验证其想法,并且利用新发明的各种仪器,对物质做更仔细的观察,因此,测量的结果越来越准确。例如塑料是良好的绝热体,而钢是良好的传热导体,这都说明了物质的一种性质。还有些性质,如热导率,是可以测量的。另一些性质,如某种物体的气味,则只能描述。科学家们测量了许多不同材料的性质。在测量时他们还发现应该在同样的温度和压力下进行,这样才能对不同的材料做出精确的比较。

质量

物体所含物质的量称为质量。各种物体的质量因其所含原子数和原子量的不同而有所差异。质量与重量不同,重量是指物质的重力,也就是对物体的引力。例如宇航员在月球上的质量与地球相同,不过他在月球上的重量较小,这是因为月球上的引力较弱。

密度

密度就是物体质量与体积的比值。金属做的汽车模型比塑料做的相同模型重。这是因为金属的密度比塑料大。那么在两个模型体积相等的条件下,金属原子的质量就会比软木原子的质量大。金属汽车模型还含有较多的原子,紧密地堆积在一起。相对密度,也称为比重,是某物质的密度与水的密度之比。贵重金属金的相对密度是19.3,也就是说,它的密度是水的 19.3倍。

比重计

比重计的用途是测量液体的密度。比重计在密度大的液体中浮起较高,而在密度小的液体中则浮起较低。玻璃管上与液面等高的刻度即为密度值。例如:水的相对密度是1,油的相对密度是0.91,那么比重计在水中浮起就会比在油中的高,因为水的密度比油大。

导热

金属因其原子结构的关系具有很强的导热性。塑料、木材等材料的导热性则很差,因此它们是很好的绝缘体,能有效地覆盖热导体。这就是为什么厨房用具如烧锅等的柄通常都是塑料的缘故。

物质可塑性

如果按一下面团或油灰,它们会形变而且不再恢复原状。这种材料称为塑性材料。塑性材料有两种不同的可塑性:展性和延性。能锤打成薄片而不会断裂的金属是展性金属,能抽成细丝的金属则是延性金属。

物质的体积

固体物质无论放在桌子上或是掉在地上,体积都不会有所改变。但是,如果温度升高,物体会发生膨胀现象,体积也因而加大。至于其膨胀系数,则依各物质不同而异。例如,铅的膨胀系数就比金的膨胀系数大一倍左右。固体和液体都有一定的体积,气体却没有一定的体积,它的体积完全视外界环境而定。

物质永恒

物质会以很多种方式组合、分解与变化。在这些改变过程中,似乎常常有物质出现或消失。例如经常烧开水的壶中会渐渐生出一层水垢;一瓶水会慢慢干掉;植物会逐渐生长,增加的重量远超过吸收的水分与养分等等。但是事实上,在日常生活中物质都是守恒的。也就是说,物质不会凭空被创造或毁灭。水垢是由原来溶在水中的物质生成;从瓶中消失的水变成了看不见的气体混在空气中;植物无端增加的重量来自空气中看不见的二氧化碳。只有在核爆炸或太阳与其他恒星内部的核反应,以及一些极为特殊的情况之下,物质才会凭空被创造或毁灭。