液体

物理和化学中的液态是热力学中仅次于气态 和固态的三种状态之一。 液体 在恒定温度和压力下具有恒定体积的流体，其形状与容纳它的容器相同。液体对容器表面施加压力，就像液体对容器内部的任何物体施加压力一样，并且这种压力在各个方向上无损失地传递。

物质的状态取决于温度T、体积V和压力P。附图显示了在这些变量的影响下物质从一种状态到另一种状态的转变。这里我们以水为例来说明。绿线显示熔点随压力的变化。蓝线表示水在压力下沸点的变化。红色曲线还显示升华，其中水根据温度从固态直接转变为蒸气。这三条曲线在三相点处相交，该点因一种材料而异。例如，酒精的三相点由变量温度、体积和压力的三个值来表征。

液体粘度随着温度升高而降低的原因是由于分子之间的内聚力，该内聚力压倒了这些分子之间的分子动量的传递，这也是由于分子之间非常接近（这解释了为什么与气体相比，液体的尺寸更小）。当液体受热时，分子之间的内聚力减小，因此它们之间的吸引力减小，最终导致液体的粘度减小。但在气体中，当研究温度的影响时，这种现象会以相反的方式发生。气体的粘度随着温度的升高而增加。其原因还与分子的运动以及分子之间的力有关。在气体中，气体之间的内聚力较低，而分子动量的传递较高。当温度升高时，分子动量的传递进一步增加，这导致气体的粘度增加。

在三相点，水的所有三种状态同时存在：固态、液态和气态。绿色代表液态水和冰的存在。随着温度升高，我们必须增加压力，以维持这两种条件同时存在，否则冰就会变成（融化）成水。蓝线代表水沸腾并变成蒸汽。随着压力升高，沸腾温度升高，只要沿着蓝线移动，就会有两种平衡状态，即沸水和其上方的热蒸汽。我们可以继续提高压力和温度，直到达到临界点，然后我们就达到了水既不是液体也不是蒸汽的状态，而是将两者结合在高压和高温的饱和混合物中的状态。水的临界点是 647开尔文，即 374 摄氏度。此时的压力达到218个大气压。 在这种情况下，发电站利用水及其蒸汽通过涡轮机产生电能。从卡诺循环可知，生产效率随着蒸汽温度的升高而提高（临界点效率达到39%）。因此，发电站努力将水-蒸汽相加热到374摄氏度以上，以提高热能转化为电能的效率，其中一些发电站的效率高达46%。

除了我们日常生活中熟悉的这三种物质状态外，在现代我们还了解了以前不知道的新物质状态。等离子体状态（物理学）是非常高的温度下的物质状态，其中电子与原子分离。这是一种不寻常的状态，电离粒子和电子的行为方式很奇怪，因此被称为等离子体。等离子体的应用之一是尝试在核聚变中驯服氢能。 同样，超流态于 1904 年被发现，当时氦气被冷却至 17.2开尔文的温度。在超流动的情况下，液体爬上容器壁并从内部完全覆盖容器。如果容器顶部有一个孔，它就会以液态流出。此外，当我们旋转容器时，这种情况下的液体不会旋转，并且其粘度达到零。 我们知道中子星和白矮星中的新物质状态，其中原子结构崩溃，所有原子核聚集在一起，形成密度超过普通材料密度数十万的物质。