聆聽與學習科學/物質狀態
科學認為任何可觀察到的具有質量和體積的物理物體都是物質。最近的發現提出了許多關於物質的新問題。但首先，我們將使用物質的傳統定義。
測量必須以標準的方式進行。標準為我們所有人提供了一種通用的理解方式。國際單位制是米制系統的一種現代形式。它縮寫為SI單位。它被廣泛用於國際上。SI系統使用MKS系統進行基本測量。m代表米，用於測量長度。k代表千克，用於測量質量。s代表秒，用於測量時間。
CGS系統是米制系統的變體。它也被廣泛使用。c代表釐米，用於測量長度。g代表克，用於測量質量。s代表秒，用於測量時間。CGS系統與SI系統非常相容。它只是使用更小的單位。長度用釐米代替米。質量用克代替千克。CGS系統可以輕鬆地轉換為SI系統，反之亦然。例如，100釐米等於1米。1000克等於1千克。
所有物質都有質量。質量的SI單位是千克或kg。1kg等於1000克。我們有時會將“重量”和“質量”互換使用。如果我們想用牛頓表示我們的重量，我們需要將質量乘以加速度。地球對所有靠近它的物質都施加一個吸引力。這被稱為重力。這種力在地球上是均勻的。由重力引起的加速度稱為“g”。地球重力引起的加速度“g”的值為9.8m/s。如果我們的質量為50kg，並且想用牛頓表示重量，則它將等於50乘以9.8，等於491牛頓。因此，質量為50kg的人在地球上的重量為491牛頓。由於重力在地球上是均勻的，我們不用牛頓來表示重量。我們很方便地，並且有點鬆散地將我們的重量表示為50kg。當然，我們在月球上的重量會不同。這是因為月球的重力遠小於地球的重力。同一個人在地球上重491牛頓，在月球上僅重81.5牛頓。
所有物質都有體積。體積是三維空間。體積的SI單位是立方米。升也是一個用於測量體積的公制單位。一升等於10釐米的立方。也就是說，一升等於1000立方厘米。我們通常將立方厘米縮寫為cc。因此，一升等於1000立方厘米或cc。較小的體積以毫升或ml為單位測量。一毫升等於一升的千分之一。也就是說，一升等於1000毫升或ml。一毫升等於一立方厘米。一毫升等於一cc。一立方米等於1000升。根據我們測量的體積大小，我們可以使用立方米，或者我們可以使用升，或者我們可以使用毫升或ml。
密度是單位體積的質量。我們使用希臘字母ρ來表示密度。密度等於質量除以體積。等於M除以V。密度的SI單位是千克每立方米，表示為kg/m³。密度的CGS單位是克每立方厘米（cc）。立方厘米也可以稱為毫升。水的密度在4攝氏度時為1克/cc。鐵的密度為7.8克/cc。空氣的密度為0.00198克/cc。
比重用於測量物質的相對密度。使用的標準物質是水。我們測量物質的密度相對於水的密度。比重等於物質的密度除以水的密度。比重是相同單位的比率。因此，比重沒有單位或無量綱。由於水的密度為1克/釐米³，因此比重在數值上等於密度。水的比重為1。鐵的比重為7.8。空氣的比重為0.00198。
物質可以存在於四種可能的狀態之一。物質可以是固體、液體、氣體或等離子體。這些物質狀態也可以稱為物質的相。同一種物質可以改變其相，從一種轉變為另一種。例如，液態水可以變成固態冰或氣態水蒸氣。
固體是一種結構上剛性的物質狀態。固體抵抗其形狀或體積的變化。固體中的原子彼此緊密結合。通常，結合結構在幾何上是對稱的。在某些情況下，固體具有晶體結構。具有晶體結構的固體的一些例子包括鑽石、鹽和糖。大多數無機固體是多晶體。當許多微小的晶體融合在一起時，它們被稱為多晶體。大多數金屬都具有多晶結構。岩石和陶瓷也是多晶物質的例子。當固體沒有幾何對稱的鍵合時，則稱其具有非晶結構。玻璃、蠟、塑膠是具有非晶結構的固體的例子。固體中的原子不是靜止的。它們保持振動。振動發生在原子水平。因為振動發生在原子水平，所以我們看不到這些振動。這些振動具有動能。這些振動的程度可以改變。當我們施加熱能時，振動會增加。
When more heat is applied, the state of the matter can change. For example, when a metal is sufficiently heated it will melt, and will become a liquid.
從事固體結構工作的工程師對固體的機械效能很感興趣。其中一些性質包括：抗拉強度。這是固體抵抗拉伸的能力。抗壓強度。這是固體抵抗壓縮的能力。彈性，這是固體在變形後恢復到原始形狀的趨勢，例如，當我們拉伸並鬆開橡皮筋時，它會恢復到原來的形狀。
斷裂韌性。這是抵抗裂紋的能力。我們通常將其稱為脆性。例如，玻璃是脆性的。它容易破裂。
延展性。在不發生斷裂或破裂的情況下發生變形的能力。例如，黃金非常具有延展性。這種特性使黃金易於製成珠寶。
這些和其他機械效能對於工程應用非常重要。在設計結構、機械和裝置時，工程師會利用許多這些效能。
固體也具有熱效能，例如導熱性、比熱容、潛熱等。工程師在設計時也會用到這些效能。
液體沒有固定的結構。原子不像固體那樣緊密結合。原子有更大的自由活動空間。液體流動並佔據容器的形狀。液體中的原子也會振動。當施加熱量時，振動會增強。與固體不同，這會導致液體四處移動。例如，當水在爐子上加熱時，較熱的水會向上流動。較冷的水會向下流動。這會導致沸水中產生對流。這種對流現象是肉眼可見的。當施加更多熱量時，液體蒸發並變成氣體。
氣體沒有固定的結構。原子之間沒有結合。容器中的氣體將擴散並佔據容器的所有部分。例如，你所坐房間裡的空氣佔據了整個房間。氣體中的原子具有更大的動能。單個原子自由地四處移動。例如，如果我們點燃蠟燭，蠟燭的煙霧將擴散並蔓延到整個房間。當對氣體施加熱量時，原子的動能增加，氣體膨脹。
當氣體被電離時，電子會從原子中分離出來。在這種狀態下，氣體變成等離子體。例如，在霓虹燈或日光燈中，氣體被電離。電離氣體允許電流透過。這就是日光燈的工作原理。等離子體狀態在地球上並不常見，我們可能沒有意識到等離子體狀態。我們可能會驚訝地發現，宇宙中的大部分物質都處於等離子體狀態。這是因為所有恆星中的氣體都處於等離子體狀態。宇宙中估計有300個六萬億顆恆星。瞭解到這一點，我們可能會認識到等離子體也是物質的一種重要狀態。
物質可以從一種狀態轉變為另一種狀態。這稱為相變。熱量在物質狀態變化中起主要作用。水在自然狀態下是液體。當水被加熱到100攝氏度時，它會蒸發成氣體，我們稱之為水蒸氣。當水冷卻到0攝氏度時，它會變成固體冰。因此，水可以以固體、液體或氣體的形式存在。當物質被加熱時，基本上物質中的分子會變得活躍。分子開始振動。這種振動可以在許多維度上發生，具體取決於它們是處於固體、液體還是氣體狀態。當分子變得活躍時，它們具有更大的動能。熱量基本上會增加物質分子動能。
當液體被加熱時，它會變成氣體。液體變成氣體的溫度稱為沸點。當液體被冷卻時，它會變成固體。液體變成固體的溫度稱為凝固點。當固體被加熱時，它會熔化成液體。固體變成液體的溫度稱為熔點。沸點、熔點和凝固點對於不同的物質是不同的。
水在自然狀態下是液體。它的沸點為100攝氏度（°C）。它的凝固點為0°C。
鐵在自然狀態下是固體。鐵的熔點為1538°C。當加熱到此溫度時，鐵會變成液體。在製造鐵的熔爐中，它處於液態。通常將其澆鑄成模具。冷卻至室溫後，它會變成固體。鐵的沸點為2861°C。當加熱到此溫度時，鐵會變成氣體。在許多恆星中，鐵和許多金屬都以氣體的形式存在。
氧氣在自然狀態下是氣體。氧氣的沸點為-183°C。當氧氣冷卻到-183°C時，它會變成液體。液氧用於醫療目的。登山者在高海拔地區和水下潛水員也會攜帶液氧。氧氣的凝固點為-219°C。當氧氣冷卻到-219°C時，它會變成固體。
物質的自然狀態可以是固體、液體或氣體，但可以透過加熱或冷卻將其轉變為另一種狀態。