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。

液体是三大物质状态之一，没有确定的形状，但有一定体积，具有移动与转动等运动性。

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。

压强

在引力场中，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

$\rho\,$ 为液体的密度(视为常数)

$g\,$ 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。

浮力

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，轉化為玻璃時，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。

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

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