问题比较含糊,如果默认固液气三常态对比,中学知识大致够用,不在这里啰嗦。再想深入一些了解,就需要明白何谓固体、何谓变形、何谓容易了。
解释固体容易或不容易变形可以从很多宏观、亚微观、微观层面入手,但最好不要一下子就搬出原子分子模型,因为那样很容易说不清楚。比如两个固体原子之间的空间相对于原子核体积来说,实在是太大太大了,假如变形力的作用可以直接精确地触及到这个层面,人类还需要做很多很多事情,而不能靠几句话、几个公式或几个示意图。
新冠病毒是不是?人体器官是不是?动物皮肤是不是?煮熟的热干面是不是?
是不是一定要不含水分的无机物才可以叫固体?请问哪里可以找到这样的固体定义?那么正在作画的油画颜料是不是固体?
是不是涵盖一切金属材料、无机非金属材料和高分子材料(及其复合材料)?
动植物是不是固体?还是只有干尸才算?
要不要考虑固体(物质、材料、制品)的品种、成分、形状、尺寸?
变形方式包括但不限于:拉伸、压缩、挤出、弯曲、扭转、轧制、滚压、折叠、冲压、锻压、旋压、吹胀、等静压等等。正常儿童以上人类都知道,铁丝很容易弯折但不容易拉长或者缩短。
还有:和面、包饺子、拉面、捏糖人算不算变形操作?油画作画过程算不算颜料变形?被女朋友拧胳膊算不算?这是容易变形的例子。
打铁、轧钢、钣金肯定算吧?钻石加工就不算了吧?但是热等静压条件下,很多无机非金属材料也可以发生塑形变形,并且很容易;而绝大部分金属材料在低温下,很难变形。
变形的另一个维度是变形速率、变形量和变形率。对同一种固体来说,这三个变量并非随变形条件同步变化,由此导致对其变形难易的评价指标也各不相同。
难易也通常不是简单的形容词,或某种物质属性的标签,其内涵往往精确、严谨当然具体。
侧重手工变形吗?侧重弹性变形吗?侧重塑性变形吗?
侧重拉伸压缩吗?侧重挤压弯曲吗?侧重胀形等静压吗?
考虑温度作用吗?考虑化学介质影响吗?考虑电磁场干预吗?
限定变形速率或者变形程度吗?是否允许中途消除变形残余应力?
等等。
亲爱的提问者,你究竟想了解什么?
如果你是中学生,以上文字请全部忘掉。
以后酌情继续解答。
抛开大力出奇迹的极端情况,固体的形状和体积确实不能轻易改变。而液体容易改变形状,但不能改变体积。气体则可以任意改变体积和形状。
简单来说,这是因为固体中的原子排列紧凑,原子的运动幅度小,原子基本上被“锁死”在固定位置。液体里的原子排列依然紧凑,但原子运动幅度大,可以四处流动。气体分子则没有具体的排列形式,可以几乎不受限制的到处运动。
典型的原子间相互作用如下图所示,横轴是两个原子之间的距离,纵轴是能量。原子受到的力,总是指向能量降低的方向。
因此,当原子A和原子B靠的太近时,AB之间互相排斥。而当A和B分开太远时,AB之间就变成相互吸引。
这么看,AB之间的距离应该稳定在曲线的最低点。但原子是处于不断的运动当中的,而原子运动的能量,则会让他们偏离曲线最低点。
这就好比你把一个弹珠放在锅里,然后来回晃动锅,弹珠也会在锅底附近来回晃动(说平底锅的泥奏凯)。而原子晃动的剧烈程度,从宏观上来看,就是温度。
通常情况下,能量-距离曲线并不对称,原子间相互靠近比较困难,分开却容易些。因此,当温度上升,原子运动的幅度增大,原子间的平均距离是增大的。
当温度低时,原子被紧紧束缚在能量最低点附近,只能做小幅度的振动,此时原子的排列是非常紧密的,例如一颗金属颗粒在原子尺度上看是这样的:
可以看到,固体中的原子都被“锁死”了。这一点体现在宏观上,就是固体不容易变形。
当温度逐渐升高,热振动开始部分的摆脱原子间的束缚,原子间的距离可以在较大的范围内波动。此时,原子不再被“锁死”在某个具体的位置,而是不规则的移动了起来。这个时候,固体就融化成了液体。
液体中的原子是可以到处流动的,但这个流动依然是有限制的,需要和周围的原子保持一定的距离,不能离得太远。宏观上看,就是液体能够变形,但不容易改变体积。
把液体继续加热,原子的运动幅度进一步增大,直到完全摆脱相互之间的束缚。这个时候液体就气化成了气体。
气体分子之间的距离通常较远,即使偶尔碰撞在一起,较大的动能也会让分子互相弹开。因此,气体分子可以几乎不受限制的移动。宏观上看,就是气体既能改变形状,也能改变体积。