第3章　相变·液态

3.1　气体的液化·临界现象

3.2　液体的蒸发·蒸气压

3.3　液体的凝固·固体的熔化

3.4　水的相图

3.5　液体和液晶

在一定温度、压力条件下，物质存在的三种状态（注：气体、固体、液体是人们在地球上常见的物质三态。物质的第四态叫等离子体，它是由电荷数目相等的正离子和自由电子组成的（也有中性粒子存在），宏观上处于电中性；在自然界中，等离子体存在于电离层及其上层空间，宇宙中大量物质以等离子体形式存在。在放电管中可以制得等离子体，等离子技术已在材料加工、表面改性、薄膜制备、化工、冶金等领域得到开发和应用。1995年科学家创造了玻色－爱因斯坦冷凝体，大部分原子变成了同样的低温量子状态，实质上其特性如同一颗巨大超原子，被称为第五种物质状态。2003年科学家又创造了第六种物质状态——费米冷凝体。）（气态、液态、固态）可以互相转化。例如，固体受热会熔化而变成液体，液体受热会气化而变成气体。反之，对气体加压并降温会使气体凝聚成液体，将液体冷却会使液体凝固而得到固体。固体熔化、液体气化、气体液化以及液体凝固等物态变化，在化学上统称为相变（phase change）。相变时两相之间的动态平衡叫相平衡（phase equilibrium）。温度、压力与物相存在状态的关系图叫做相图（phase diagram）（注：体系中的均匀部分叫物相，简称相。密闭容器中冰、水和水汽为固、液、气三相。不同固态物质属不同相，如CaCO₃（s）分解生成CaO（s）和CO₂（g），体系中有两个不同的固相和一个气相。NaCl和KCl的混合水溶液虽然其中含有三种物质，但它是一个均匀的体系，所以是一相。描述温度、压力、组分等因素与相变化关系的图像叫“相图”，对于由一种物质组成的体系为单组分体系，它的相变化仅与温度、压力有关。本章仅讨论单组分相图，多组分体系相图将在后继课程中讨论。）。本章拟先介绍液－气相平衡和液－固相平衡及固－气平衡，然后介绍水的相图，并进一步讨论气－液－固之间的三相平衡。

气体可凝聚为液体，液体可凝固为固体，在液体与晶体之间还有一种过渡态叫液晶。液体、液晶、晶体和非晶体统称为凝聚态。本章最后一节简要介绍液体和液晶，晶体和非晶体将在第13章介绍。