(资料图片仅供参考)

【阅前提示】本篇出自『数理化自学丛书6677版』，此版丛书是“数理化自学丛书编委会”于1963-1966年陆续出版，并于1977年正式再版的基础自学教材，本系列丛书共包含17本，层次大致相当于如今的初高中水平，其最大特点就是可用于“自学”。当然由于本书是大半个世纪前的教材，很多概念已经与如今迥异，因此不建议零基础学生直接拿来自学。不过这套丛书却很适合像我这样已接受过基础教育但却很不扎实的学酥重新自修以查漏补缺。另外，黑字是教材原文，彩字是我写的注解。

【山话嵓语】『数理化自学丛书』其实还有新版，即80年代的改开版，改开版内容较新而且还又增添了25本大学基础自学内容，直接搞出了一套从初中到大学的一条龙数理化自学教材大系列。不过我依然选择6677版，首先是因为6677版保留了很多古早知识，让我终于搞明白了和老工程师交流时遇到的奇特专业术语和计算模式的来由。另外就是6677版的版权风险极小，即使出版社再版也只会再版80年代改开版。我认为6677版不失为一套不错的自学教材，不该被埋没在故纸堆中，是故才打算利用业余时间，将『数理化自学丛书6677版』上传成文字版。

第七章物态的变化

【山话||  本系列专栏中的力单位达因等于10⁻⁵牛顿；功的单位尔格等于10⁻⁷焦耳；热量的单位卡路里等于焦耳。另外这套老教材中的力的单位常用公斤，如今是不允许的，力是不能使用公斤为单位的。】 

§7-3熔解和凝固时体积的变化

【01】在日常生活中我们都有这样的经验，冬天必须用稻草把自来水管包扎好，这样就能防止管内的水冻结成冰。因为当水冻结成冰时，水管就要被胀裂。在严寒时，盛满水的瓶子有时也会因冻结而破裂。河水结冰时，冰又总是浮在水面上的(图7·3)。这都说明了水变成冰时，它的体积要膨胀，密度要变小。

【02】那么其他一些物质在凝固时体积又将发生怎样的变化呢？我们可以做这样一个实验，拿一小块固体石蜡投进熔解的液体石蜡里，就会看到它要下沉到底部（图7·4）。这说明固态石蜡的密度比液态石蜡大。在熔解时，石蜡的体积要增大，密度要变小。这和冰熔解成水的情况恰好相反。我们还可以看到当把液态的钢或铅倾倒在模子里时表面是平的，可是当凝固成钢锭或铅锭后，表面就不是平的，而是呈凹形的。这说明它们和石蜡一样在凝固时体积缩小。

【03】从上面两个例子中，我们知道物体从固态熔解成液态，或者从液态凝固成固态时，体积和密度通常是要发生变化的。实验又告诉我们，大多数物质在凝固时体积要缩小，在熔解时体积要变大，如石蜡、铜、锌、锡等.这是因为在晶体内分子有规则排列时所占的体积要比在液体内分子杂乱无章排列时所占的体积小些。

【04】但是也有少数物质例外，它们在凝固时体积反而变大，熔解时体积反而缩小。例如冰、铋和锑等就有这样的性质。冬天农作物要防止霜冻，也就是因为水结冰时体积膨胀，结果将植物的细胞胀裂而使植物死亡。雨水流入岩石的缝隙深处，在天寒结冰时，可以使岩石裂开；这是形成自然界中岩石风化的一个原因。此外如在制作印刷用的活字版时，常常要在铅中加入一些铋、锑等金属，因为在凝固时它们要膨胀，结果就压入模型的细微深处，以保证字型没有缺陷。

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