液体

液体形状能受容器形状影响。

气体、液体、固体（由上而下）：不同的分子排列结构。

液体是物质的四个基本状态之一（其它状态有固体，气体，等离子体），没有确定的形状，但有一定体积，具有移动与转动等运动性。液体是由经分子间作用力结合在一起的微小振动粒子（例如原子和分子）组成。水是地球上最常见的液体。和气体一样，液体可以流动，可以容纳于各种形状的容器。有些液体不易被压缩，而有些则可以被压缩。和气体不同的是，液体不能扩散布满整个容器，而是有相对固定的密度。液体的一个与众不同的属性是表面张力，它可以导致浸润现象。

液体的密度通常接近于固体，而远大于气体。因此，液体和固体都被归为凝聚态物质。另一方面，液体和气体都可以流动，都可被称为流体。虽然液态水在地球上很丰富，但在已知的宇宙中，液态并不是最常见的物态。因为液体的存在需要相对较窄的温度和压力范围。宇宙中最常见的物态是气体（如星际云气）和等离子体（如恒星中）。

特性

液体有以下特性：

• 没有确定形状，是流动的，主要受容器影响。容器是什么形状，注入液体，液体就呈什么形状。
• 具有一定体积。液体的体积在压力及温度不变的环境下，是固定不变的。
• 很难被压缩。
• 与气体不同，液体并不总能与其他液体均匀混合（互溶）。

例子

常温常压下，只有2种元素单质呈液态：汞和溴。另有4种元素单质熔点略高于室温：钫，铯，鎵，铷。室温下为液态的合金包括钠钾合金，Galinstan 合金，及一些汞合金。

常温下呈液体的纯净物包括水，乙醇及许多有机溶剂。

一些物质无法归类到三种状态中的一种，它们同时具有类液体和类固体的性质。例如液晶和生物膜。

力学性质

体积

液体的量通常用体积度量。

一定量液体的体积由其温度和压强决定。一般情况下，液体热胀冷缩，但水在0-4 °C时则相反。液体很难被压缩，例如使水的密度增加1/1000需要200巴压强。在流体动力学的研究中，通常将液体视为不可压缩的。

压力和浮力

在引力场（也叫重力场）中，液体对容器壁和任何液体中的物体产生压强。这一压强指向各个方向，并随深度增加而增加。在均匀的引力场中，静止的液体在深度 z 处的压强 p 为：

$p=\rho g z\,$

这里

$\rho\,$ 为液体在该温度下的密度(假设为常数)

$g\,$ 为重力加速度

需要注意的是此公式假设自由表面处的压强为0，并且忽略了表面张力的影响。

浸入液体的物体受到浮力的作用。(在其他的流体中也有浮力作用，但由于液体密度大而特别显著。)

表面

水面上的表面波

除非液体的体积与密闭容器相等，液体会产生一个表面。液体表面像一层弹性膜，表面张力在其上产生，液滴和气泡也由此产生。表面波，毛细现象，浸润，表面张力波的形成也都与表面张力相关。

流動

液體會受到剪應力及拉伸應力變形，而所產生的阻力則以黏度量度，換言之，黏力越低（黏滯係數低）的液體，具越佳流動性。 當液體過冷，向玻璃态轉化時，黏度會急速上升，該液體會成為黏彈性的媒介，並具有固體的彈性及液體的流動性，而這個現象取決於觀察的時間及擾動的頻率。

声音传播

在液体中，仅有的非零刚度是体积变形（液体不能保持剪切力）。因此，声音在液体中的传播速度为 $c = \sqrt {K/\rho}$，这里K是流体的体积模量，ρ是密度。比如纯净水中的音速为c=1497m/s（在 25℃时）。

与压力、温度的关系

液体的体积在压力及温度不变的环境下，是固定不变的。此外，液体对容器的边施加压力和和其他物态一样。这压力传送往四面八方，不但没有减少并且与深度一起增加（水越深，水压越大的原因）。

增温或减压一般能使液体气化，成为气体，例如将水加温成水蒸气。加压或降温一般能使液体固化，成为固体，例如将水减温成冰。然而，仅加压并不能使所有气体液化，如氧，氢，氦等。

參見

固體→融化→液體→氣化→氣體

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固體←凝固←液體←液化←氣體

參考書目

• J. P. Hansen, I. R. Mcdonald: Theory of simple Liquids. Elsevier Academic Press, 2006, ISBN 978-0-12-370535-8
• M. P. Allen, D.J. Tildesly: Computer Simulation of Liquids. Oxford University Press, 1989, ISBN 0-19-855645-4

相關條目

• 流体
• 黏性
• 表面张力
• 涟漪