物质：性质、混合物、物理变化与化学变化

物质是具有质量并占据空间的一切。它包括你可以拿在手里的固体、可以倒出的液体以及可以扩散并填满空间的气体。物质的状态不仅仅是标签。它们描述了粒子的行为。在固体中，粒子紧密排列并主要在原地振动，这有助于固体保持形状。在液体中，粒子仍然靠近但可以相互滑动，使液体能够流动。在气体中，粒子自由移动并扩散，这就是为什么气体可以填满房间或充气气球。以粒子行为的角度思考，使物质不再神秘且更具可预测性。

物质具有帮助你识别材料并选择它们用于工作的性质。有些性质可以通过感官观察到，如颜色、质地、气味和光泽。其他性质是可以测量的，如质量、体积、密度和温度。密度有助于解释漂浮和下沉。两个物体可能大小相同但质量不同。一块重石头会下沉，而一块干木头可能会漂浮。有些性质与物质与能量的相互作用有关。金属通常导热性好，这对烹饪很有用，但如果不小心处理也可能导致烧伤。有些材料导电，而另一些则绝缘。这些性质影响工具设计、建筑选择和安全规则。

物质的变化可以分为物理变化和化学变化。物理变化改变形式、状态或排列而不产生新物质。冰融化、水冻结、剪纸、橡胶拉伸和糖溶于水都是物理变化。化学变化产生具有不同性质的新物质。木材燃烧产生灰烬和气体。铁与氧气和水分反应形成锈。烹饪可以引起化学变化，改变味道、质地和结构。化学变化通常涉及能量变化，如燃烧释放的热量或某些反应中吸收的热量。一个关键区别是，化学变化通常难以通过简单方法逆转。

混合物是没有化学结合成新物质的物质组合。许多日常材料是混合物：土壤、空气、加糖的茶、汤、混凝土，甚至许多用于工具的金属。混合物可以通过利用不同性质来分离。过滤可以在粒子大于过滤孔时将固体与液体分离。沉降可以分离随着时间下沉的较重粒子。筛分可以按大小分离粒子。蒸发可以将溶解的固体与液体分离，如从盐水中分离盐。蒸馏可以在安全加热和冷凝蒸汽时分离具有不同沸点的液体。了解分离方法有助于水净化、烹饪、农业，甚至回收。

热量和温度对物质有很大影响。加热通常会增加粒子运动，这可能导致膨胀、熔化、蒸发和更快的溶解。冷却会减慢粒子运动，这可能导致收缩、凝结和冻结。这在现实生活中很重要。罐盖在加热后可能会松动，因为金属会略微膨胀。早晨露水是在温暖潮湿的空气遇到冷表面时形成的，水蒸气凝结。道路可能会在水在小缝隙中冻结并膨胀时开裂。人们在烹饪、储存食物、干燥作物以及使用必须应对天气变化的材料建造时有意利用这些效果。

学习物质是实用的力量。它帮助你预测结果并避免错误。你会知道为什么有些容器适合装热液体而有些不适合。你会知道为什么清洁水需要适当的过滤，有时还需要煮沸。你会知道为什么某些材料在户外更耐用。物质不仅仅是“东西”。它是物理世界的工具包，理解它有助于人们更安全地建造、修理、烹饪、耕作和生活。

测验 1

• 说出物质的三种常见状态。
• 粒子在固体和气体中如何表现不同？

测验 2

• 说出物质的两个可测量性质。
• 哪种性质有助于解释漂浮和下沉？

测验 3

• 举一个物理变化的例子。
• 举一个化学变化的例子。

测验 4

• 什么是混合物？
• 说出两种分离混合物的方法。

测验 5

• 说出热量影响物质的一种方式。
• 说出一种依赖于物质变化的日常任务。