自然界的一切物質(zhì)都是由大量分子組成的，組成物質(zhì)的分子間有一定的距離，分子間存在著相互作用力，這種作用力有時(shí)表現(xiàn)為引力，有時(shí)表現(xiàn)為斥力;同時(shí)，分子又處于無(wú)規(guī)則的永不停息的運(yùn)動(dòng)中，而這種大規(guī)模分子的雜亂無(wú)章運(yùn)動(dòng)稱(chēng)之為熱運(yùn)動(dòng)。
由于分子間的作用力和分子熱運(yùn)動(dòng)等原因，使物質(zhì)在通常狀態(tài)下呈現(xiàn)出三種不同的狀態(tài)，即固態(tài)、液態(tài)和氣態(tài)。
固態(tài)時(shí)，分子間的距離最近，相互間的引力最大。它把分子束縛在平衡位里附近，熱運(yùn)動(dòng)僅表現(xiàn)為在平衡位置附近的微小振動(dòng)，而不能相對(duì)移動(dòng)。因此，固態(tài)時(shí)的物質(zhì)既有一定的體積，又有一定的形狀，并且還具有一定的機(jī)械強(qiáng)度。
液態(tài)時(shí)，分子間的距離仍較近，分子間的引力仍較大，足以使分子之間保持一定的距離。因此，液態(tài)物質(zhì)有固定的體積，并能形成自由表面。另一方面液態(tài)物質(zhì)的分子既可在平衡位置附近振動(dòng)，又可單個(gè)的或成群的相對(duì)移動(dòng)，所以說(shuō)液態(tài)物質(zhì)具有流動(dòng)性而沒(méi)有一定的形狀。
氣態(tài)時(shí)，分子間距離大，而引力很小，甚至分子之間不能相互約束。因此，氣態(tài)物質(zhì)既沒(méi)有一定的形狀，又沒(méi)有一定的體積，它可以充滿任何空間。組成物質(zhì)的分子在熱運(yùn)動(dòng)中相互發(fā)生碰撞后又會(huì)發(fā)生旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。同時(shí)，組成分子的原子也進(jìn)行著振動(dòng)。
同一種物質(zhì)在不同的條件下，由于分子間作用力和分子熱運(yùn)動(dòng)的結(jié)果，也會(huì)分別以不同的狀態(tài)存在。例如，標(biāo)準(zhǔn)大氣壓條件下，將水冷卻到0℃以下就會(huì)變成冰;而將水加熱到99.974℃以上就會(huì)變成水蒸氣。所以，物質(zhì)的三種狀態(tài)盡管表現(xiàn)形式不同，但是在一定的條件下(即壓力和溫度變化到一定程度)，物質(zhì)的狀態(tài)就會(huì)發(fā)生變化。伴隨物質(zhì)狀態(tài)變化過(guò)程的進(jìn)行，一定有熱交換現(xiàn)象，如圖1.1.1所示。
物質(zhì)由液態(tài)變成氣態(tài)的過(guò)程叫做汽化，汽化現(xiàn)象有兩種表現(xiàn)形式:一種是指在任何溫度下(只要低于臨界溫度)液態(tài)物質(zhì)表面進(jìn)行的逐漸汽化現(xiàn)象叫做蒸發(fā);另一種是指在一定的條件下(沸點(diǎn))液態(tài)物質(zhì)的內(nèi)部和表面同時(shí)進(jìn)行的劇烈汽化現(xiàn)象叫做沸騰。需要注意的是:制冷技術(shù)中使用的“蒸發(fā)”概念，通常指的是沸騰。反之，物質(zhì)由氣態(tài)變成液態(tài)的過(guò)程叫做液化，液化是汽化的逆過(guò)程。制冷技術(shù)中使用的“冷凝”概念，通常指的是液化。人為控制(或改變)某種物質(zhì)所處的環(huán)境條件，就可以按照自己的意志迫使物質(zhì)狀態(tài)發(fā)生變化，從而實(shí)現(xiàn)預(yù)期的目的。
