§16-2.物态变化和热力学定律

9.物态和物态变化
物理学是一场奋战，强大的对手是自然。约。惠勒
1、固体
非晶体没有确定的几何形状。多晶体也没有确定几何形状。晶体都有固定的熔点，熔化过程改变势能。
2、液体
非晶体的微观结构和液体非常相似，严格说来，只有晶体才能叫做真正的固体。
表面层：分子比较稀疏，分子间距离大于r。，因此分子间表现为引力。两侧分子间的引力使液体表面绷紧，表面张力。surface tension.

与Gemini对话

在物理学中，浸润（Wetting）与不浸润（Non-wetting）是液体与固体接触时，由于分子间相互作用力不同而表现出的两种截然不同的现象。
这种现象的本质，在于液体分子与固体分子之间的附着力与液体分子内部的内聚力之间的较量。
1. 浸润 (Wetting)
如果附着力大于内聚力，液体分子会被固体表面吸引，从而在固体表面铺展开来。
微观表现：液体分子倾向于向固体表面靠近，使接触角（液面与固体表面之间的夹角）小于 90
宏观现象：液体会附着在固体表面，表现为液体沿器壁上升（如毛细现象）或无法完全从容器中倒干净。
举例：
水与玻璃：洁净的玻璃表面是亲水的。当你把水滴在玻璃上，水会迅速散开，形成一个扁平的液滴，而不是圆球。
洗涤过程：肥皂水能浸润织物，将污垢从纤维中带走，这是清洁的基础。
2. 不浸润 (Non-wetting)
定义：当液体与固体接触时，如果附着力小于内聚力，液体分子更倾向于保持在液体内部，从而尽量远离固体表面。
微观表现：液体分子试图聚集在一起以减小表面积，接触角大于 90 ∘
宏观现象：液体在固体表面形成球状，且容易从表面滚落。如果置于细管中，液面会下降。
举例：
水银与玻璃：水银的内聚力非常强，它在玻璃表面会缩成一个饱满的球状，不沾染玻璃。
荷叶上的水珠：荷叶表面具有微纳米结构，使其表现出超疏水性（不浸润），水滴在上面会形成近乎完美的球体，并随叶片倾斜滚落。

浸润不浸润
表面层，附着层
固体对液体分子的引力与液体对液体分子的引力的不同导致

热力学定律
0. 热力学第零定律（平衡定律）（定义温度，是热平衡的标志）
如果两个热力学系统中的每一个都与第三个系统处于热平衡，那么它们彼此也处于热平衡。
1. 热力学第一定律（能量守恒定律）（否定了“第一类永动机”）
能量既不能凭空产生，也不能凭空消失，只能从一种形式转化为另一种形式，或者从一个物体转移到另一个物体。
ΔU=Q+W
2. 热力学第二定律（熵增定律）（否定了“第二类永动机”）
在一个孤立系统中，自发的热力学过程总是朝着熵（无序度）增大的方向进行。
两种经典表述：
克劳修斯表述：热量不能自发地从低温物体转移到高温物体。
开尔文表述：不可能从单一热源吸取热量并把它全部用来做功，而不引起其他变化。
3. 热力学第三定律（绝对零度定律）（绝对零度的不可达性）
随着温度趋近于绝对零度（0 K），纯物质完美晶体的熵趋近于零。（不能通过有限过程达到绝对零度）