冰不僅僅在0℃以下形成,在2000℃的高溫下也可以結冰

2020-12-05 空門使者

我們都知道,魚不能離開水,一旦離開水,魚很快就會死了。其實不僅僅是魚,世界上所有的生物都不能活在沒有水的地方。在地球上,70%上的面積被水覆蓋,而且地球上每一種生物都必需的物質,就比如在一個成年人的體內,水約佔體重的70%,因此水又被稱為「生命之源」。我們也知道水的化學組成成分是氫和氧,是一種無色無味無毒的無機物液體。我們也知道水有三種常見的狀態:氣態,液態以及固態。

在標準大氣壓下,當水的溫度達到100℃ 的時候,就會沸騰,這時候水就會變成氣態的水蒸氣;當水的溫度是處於0℃至100℃之間的時候,水就是液體的狀態;當水處於0℃以下的時候,水就會轉變成為固態,也就是我們常說的冰。這就是我們常見的水的狀態,但是實際上水的狀態並不是只有這三種狀態,還有超臨界流體,超固體,超流體,離子態……我們就來了解一下水的其中一種常見的狀態,就是冰!

我們平時常見的普通冰就是在冰箱裡拿出來的冰塊,這種冰是由液態水轉變而來的一種結晶狀態的物質,它的密度比水小,是一種非冰晶結構。還有十多種結晶態的冰。而且冰已經已經可以在實驗室中被製造出來。其中超級冰是一種很特別的冰。這種冰不是把水放到零攝氏度以下的環境中,而是把水放到高溫下,讓它變成冰。這時候應該會有人會由疑問,剛剛不是說水在0℃以下才會變成固體冰的嗎?怎麼現在冰由可以放在高溫下形成呢?

並不是說讓水處於高溫的狀態,它自己就會變成冰。在美國的實驗室中,科學家對水分子施加一種高壓,這種高壓和地球中心的壓力是一樣的,所以導致了水的溫度和地心溫度、太陽表面的溫度是一樣的——2000多℃。在這個時候,水就變成了超級冰,這一種特殊的冰,科學家把它命名為「冰十八」,這也是第一種人造的超級冰。

在20世紀80年代的時候,就已經有科學家預測到了特殊的超級冰的存在了,而且後來也在地球深處發現超級冰。有人會有疑問,好像超級冰是在一種極端的環境中才能被製造出來,那是不是以為著超級冰是一種稀少的存在呢?並不是。科學家認為在整個太陽系中,存在著很多超級冰,尤其是天王星和海王星這兩個星球。

如果證實了天王星和海王星上存在著大量的超級冰,那麼我們對這兩個星球又有了更多的認識,我們也可以從超級冰的方向入手,對天王星和海王星進行更深入的探索。

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  • 科學小實驗|滴水成冰,常溫下能讓水瞬間結冰的神奇「魔法」
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    > 在科特·范尼加特(Kurt Vonnegut)的經典科幻小說《貓的搖籃》(Cat's Cradle)中,主角意外接觸到了一種獨特形態的水,它就是在室溫下呈現固態的