打碎固体时,需要破坏固体内分子(或者原子)间的化学键,这个过程是需要消耗能量的,如果碎到了分子(或者原子)程度自然就成了液体,其实整个过程消耗的能量足以把固体融化为液体,所以“打碎”与“加热融化”最终的结果是等价的。
我们常见的物体有固态、液态和气态之分,物体由原子或者分子构成,在固体中,分子的相对位置是固定的,而在液体和气体当中,分子之间没有相对固定,所以液体和气体具有一定的流动性。
于是产生了这么一个疑问:如果把固体不断打碎,那么固体最终会变为液体吗?
答案是肯定的,前提是把固体打碎到分子程度!
固体和液体之间有着本质区别,比如我们把小麦磨成粉末,此时粉末的尺度在微米级别,每粒粉末由许许多多的分子组成,在这些分子之间有固定的化学键连接,所以即便粉末有一定的流动性,但本质上说粉末还是固体,只是固体的尺寸非常小而已。
在物理学中有一个物理量——表面能,指创造物质表面时,对分子间化学键破坏的度量。
对于固体物质来说,表面原子的能量比内部原子的能量更高,于是根据能量守恒原理,把固体物质打碎时,就需要消耗能量;或者说对于同样条件下的固体物质,表面积越大,表面能也越大。
我们以水和冰来举例说明:我们把固态冰不断地打碎,根据能量最低原理,固态冰会趋向于吸附周围的冰,然后通过化学键连接成一体;如果我们在连接前继续打碎,一直到分子层面,那么冰就完全成了液态水或者气态的水;而打碎固态冰的过程需要消耗能量,当我们打碎到分子层面时,其实消耗的能量已经足以把冰融化或者气化。