[原创]什么是流体？

lxg6226

[这个贴子最后由lxg6226在 2006/06/17 01:07pm 第 1 次编辑]

流体就是理想液体态和理想气体态的统称。何谓理想液体态和理想气体态？
请详见下拙文。
20世纪的古典热力学关于物质状态和相变的认识：
物质的状态：
一级划分为两种类型：物质的有序态和物质的无序态
二级划分为四种类型:物质有四种热力学状态
1、物质的有序态（有两个亚型）：
a、长程有序短程有序态：比如，晶体态、等离子气体态
b、长程有序短程无序态：比如，液晶态
2、物质的无序态（有两个亚型）：
a、长程无序短程有序态：比如，非晶体态、液体态
b、长程无序短程无序态：比如，气体态
总起来，物质的状态就有这四种状态——在古典热力学中。热力学最主要的相变类型就是以上四种状态的相变。
这里忽略了热力学的更多类型的细致的亚型相变。为了防止日后口水战，特此申明。
传统的固气液三种状态的划分已经过时。
熵定律描述的热力学状态，就是以上四种状态的自动相变的顺序。任何一个孤立的分子运动系统（即孤立热力学系统），总是从有序状态自动走向无序状态。
所以我在这里给出的热力学系统分类系统，在任何海内外的教材中是找不到的。这是一个实实在在的从未来回到现在的“未来热力学分类系统”。让大家分享未来。
20世纪的物质的四态，目前还没有一个世界统一的命名。所以我不能冒天下之大不韪，斗胆来命名，更何况这四种状态也不是我发现的。我至多是向牛顿一样，综合而已，是站在巨人的肩膀上，所以用排列的顺序来命名。
1、物质第一态：长程有序短程有序态。比如，晶体态、等离子气体态。
2、物质第二态：长程有序短程无序态。比如，液晶态
3、物质第三态：长程无序短程有序态。比如，非晶体态、液体态
4、物质第四态：长程无序短程无序态。比如，分子气体态
这四种状态的划分理论，
1、依据的是两对，共四个核心概念：|长程>，|短程>；<有序|，<无序|。
列阵以及行阵的直和：|长程>+|短程>=|长程 短程>    <有序|+ <无序|=<有序 无序|
生成第一核心概念矩阵：列阵|长程 短程>和行阵<有序 无序|叉乘形成的矩阵。
即  ：|长程 短程><有序 无序|=[长程有序 长程无序/短程有序 短程无序]
2、物质的四种状态的生成就是依据这两对，共四个核心概念：|长程有序>，|长程无序>；<短程有序|，<短程无序|。
矩阵的直和：|长程有序>+|长程无序>=|长程有序 长程无序>  
         <短程有序|+ <短程无序|=<短程有序 短程无序|
生成第二核心概念矩阵：|
即   |长程有序 长程无序><短程有序 短程无序|=[(长程有序短程有序)(长程有序短程无序)/(长程无序短程有序态)(长程无序短程无序态)]
物质的四种状态就是依据上述二级矩阵获得的。
四种物质状态的理论划分——依据的原始的哲学概念是：|长程>，|短程>；<有序|，<无序|。这只是两对哲学上的假设概念。
通过矩阵的运算，我们把这一对不能直接被物理实验证伪的纯粹哲学上的概念提升到可以直接被物理实验证伪的科学概念。
即：|长程有序短程有序>，|长程有序短程无序>，|长程无序短程有序>，|长程无序短程无序>。
我在这里强调的是：一个科学概念是如何借助于数学语言工具从哲学概念中被创造出来的。这种哲学-数学-科学的具体的技术性的提升方法，
不仅对科学概念的物理理解很重要；而且对从事理论物理理论化学的人在理论上如何创新有显著的范式作用。
当然，我在这里有意学习了美国发明路径积分的费曼教授在量子力学中的手法，用狄拉克态矢量直接运算和表达物理概念。
对于这四种物质定态的物理含义分别是：
|长程有序短程有序>：
是指一个热力学系统中的每一个基本结构单元，在空间全域上不仅都有确定的周期性的空间排列；而且每一个基本结构单元的空间邻域内也都有确定的相同或不相同的基本结构单元的配位数。
|长程有序短程无序>：
是指一个热力学系统中的每一个基本结构单元，在空间全域上都有确定的周期性的空间排列；但是每一个基本结构单元的空间邻域内都有不确定的相同或不相同的基本结构单元的配位数。
|长程无序短程有序>：
是指一个热力学系统中的每一个基本结构单元，在空间全域上都没有确定的周期性的空间排列；其中每一个基本结构单元的空间邻域内都有确定的相同或不相同的基本结构单元的配位数。
|长程无序短程无序>：
是指一个热力学系统中的每一个基本结构单元，在空间全域上不仅都没有确定的周期性的空间排列；而且每一个基本结构单元的空间邻域内也都没有确定的相同或不相同的基本结构单元的配位数。
热力学系统的结构相和结构相变
单相结构的物质系统：一个热力学系统如果只有一种基本结构单元，那么这个热力学系统就是单相结构的系统。
多相结构的物质系统：一个热力学系统如果有两种、或两种以上的基本结构单元，那么这个热力学系统就是多相结构的系统。
非结构相变：
一个单相的热力学系统或一个多相的热力学系统，不论这个系统是封闭系统，还是孤立系统。只要这个系统的相结构没有发生任何改变，那么
这个系统随状态参量的变化而发生的任何相变，都叫做非结构相变。任何物理变化都是系统的相结构没有发生任何改变的变化。
化学反应的类型：
常见的化学反应类型：
如果按照反应物的本相结构类型来划分，只有三种类型：
1、单相结构的物质系统之间化学反应。
2、多相结构的物质系统之间化学反应。
3、单相结构的物质系统和多相结构的物质系统之间的化学反应。
所有反应物和生成物的结构的构相只有两种类型：要么是单相结构的物质系统；要么就是多相结构的物质系统。
关于化学变化和物理变化，我们小结如下：
任何化学变化都是物质系统发生结构相变的变化——这是化学变化的本质特征，尽管有的化学变化伴随或不伴随物质系统的非结构相变。
任何古典物理变化都是物质系统不发生任何结构相变的变化——这是古典物理学变化的本质特征。
我在这里所说的一个热力学系统或者说一个物质系统中的基本结构单元，其单元的范围很宽泛。
1、可以是物质单元，比如，各种中微子、电子、分子，带电分子（离子）、分子团、分子簇、宇宙射线、高能粒子、天体、恒星系、星系团、...，==。
2、也可以是能量单元。比如，各种光子、各种声子、空穴、各种耦合量子、各种共振态、... ，==。
3、也可以是物质单元-能量单元这种双重单元。比如，电子-空穴滴、... ，==。
一切取决于研究对象。
注意：
以上理论定义的物质系统的四种状态和相对应的真实自然物质系统的状态之间，并非完全等同。
1、物质第一态：长程有序短程有序态。比如，晶体态、等离子气体态，它们只是很接近。这个理论模型只能被称作“理想晶体”。
2、物质第二态：长程有序短程无序态。比如，液晶态的亚型状态有好几个，我这里给出的理论模型知识能够比较好地描述这几个亚型状态的共同点。说明，这个理论模型还不够精细。只能被称作“理想液晶”。
3、物质第三态：长程无序短程有序态。比如，非晶体态、液体态。这个理论模型是干液体模型，只能被称作“理想液体”。
4、物质第四态：长程无序短程无序态。比如，分子气体态在这个理论模型中分子之间没有任何物理作用。显然，这种气体分子模型和自然气体分子之间存在差别。只能被称作“理想气体”。
以上四种物质状态，其实都是理想状态。请诸位学仁不要用真实物质状态来苛求。
这四种状态，如果从理论上来命名，可以依次被称作：
1、理想晶体态
2、理想液晶态
3、理想液体态
4、理想气体态
这样命名的好处在于不会使人误解为真实相对应的物质状态。为此，只好斗胆命名。这么做有违我的初衷。
汗~~~~~~
这样的命名好吗？
在这里，
等离子气体——变成了是一种气相晶体。好像是一种固体一样。
非晶体——变成了是一种固相液体，好像是一种液体一样。
虽然，在化学里，定义溶剂和溶质构成液体后，就出现了很多的固相溶液和气相溶液。
我把传统上的热力学各种有相变潜热的一级相变，说成是“非结构相变”，估计很多人又要向我砸砖，可能要指责我生造词汇。而且，我有意把这种“非结构相变”定义得很宽泛，以适应更多的场合。
我给出的“结构相变”同样也很宽泛。从它的定义出发，有些种类的二级相变，比如，物质在温度低到一定程度时电阻会突然消失，产生“库泊电子对”这一新的结构单元而成为超导体，也是属于“结构相变”。
我想，有些喜欢口水的人，也许会说，
“凭什么你说物质状态就这四种？物质的状态除了这四种还很多。”
“比如，原子核中的核液滴态，组成中子星的中子态，还有密度更高的超子态、反常中子态、黑洞等等。由于反粒子，如反质子、反电子、反中子等都已被发现，有人预言在宇宙中会存在着全部由反粒子构成的反物质状态的世界，虽然还没有得到证实，但不代表一定没有。”
OK！我不否认这些人的指责的公正性。
我想说的是，你怎么不知道这些状态就一定不属于以上的四种状态之一哪？本着谁反对谁举证的惯例，请你局出具体的事例为好。

|长程有序>，
一個通俗的説法，一個物質系統中，就是基元和基元之間，儘管離得很遙遠，依然彼此存在相互作用。嚴格的説法就是，是指一个热力学系统中的每一个基本结构单元，在空间全域上不仅都有确定的周期性的空间排列。
|长程无序>，一個通俗的説法，一個物質系統中，就是基元和基元之間，只要離的距離不是無窮遠，就不再存在任何相互作用了。嚴格的説法就是，是指一个热力学系统中的每一个基本结构单元，在空间全域上都没有确定的周期性的空间排列，是非週期性的排列。
<短程有序|，
一個通俗的説法，一個物質系統中，就是基元和基元近距離存在明顯的相互作用。嚴格的説法就是，在該系統中，每一个基本结构单元的空间邻域内都有确定的相同或不相同的基本结构单元的配位数。
<短程无序|，
一個物質系統中，就是基元和基元之間的距離，無論有多近，都沒有相互作用。嚴格的説法就是，每一个基本结构单元的空间邻域内也都没有确定的相同或不相同的基本结构单元的配位数。
|长程有序短程有序>，
一個物質系統中，就是基元和基元的距離只要不是無窮遠，或者之間的距離無限接近，也都存在著明顯的相互作用。
|长程有序短程无序>，
一個物質系統中，基元和基元的距離只要不是無窮遠，就存在著明顯的相互作用。另一方面，不論基元之間的距離有多麽近，都不存在相互作用。
|长程无序短程有序>，
一個物質系統中，就是基元和基元的距離即使不是無窮遠，也沒有相互作用；但是如果之間的距離近了，就存在著明顯的相互作用。
|长程无序短程无序>，一個物質系統中，基元和基元的距離無論是遠，或者有多麽接近，一概都不存在任何相互作用。