水是萬物生存的根本,所有的地球生物所必備的,被稱為生命之源。我們每天都需要喝水,通常動物們都會喝生水,就是沒有經過任何處理過的水。而我們則會將水加熱殺菌處理之後才喝。根據日常經驗,我們燒水的時候都知道水在我們平常的狀態下只能加熱到100度,水就會沸騰,之後無論加多大的火水的溫度都不會變化。
那麼如果在特定情況下水能夠一直被加熱下去嗎?比如我們知道高壓鍋中的水可以突破100度的上限,通常能夠達到110多度。這是因為增加了水壓力,那麼如果增加水的壓力水的溫度會一直升高嗎?在密閉容器中的水會發生什麼變化?這個問題其實科學家很早就已經進行過實驗了,我們都知道自然界中存在著三種物質形態。固體、液體、氣體,這三種狀況。水在我們日常生活中只有這三種狀態。但是如果將水在密閉環境中不斷加熱,當壓力P=22.1MPa。溫度到達溫度T=374℃,水就會變成一種超出我們認知的狀態,變成一種似液非液,似氣非氣的超臨界狀態。
此時的水不是液體,也不是氣體,而是兩者完全交融在一起,成為一種既有液體特性也有氣體特性的,高溫高壓流體:「超臨界流體」這個時候的水它的化學性質和物理性質已經不同於普通的水了,通俗的講它已經不再是普通的水了,具體表現為它的強氧化性質,也就是說它跟硫酸一樣具有很強的腐蝕性,它能夠緩慢地溶解腐蝕幾乎所有金屬,甚至包括黃金。
假如這個時候你所用的特製容器還能夠抵抗住超臨界水的腐蝕,實驗繼續進行下去,繼續給容器加熱,使容器中的溫度繼續升高,當加熱到一定程度之後,如果你能觀察到裡面的物質,就會發生神奇的現象,裡面的已經不是水的物質開始發光。現在的水已經不能稱為水了,因為水分子已經不存在了,容器裡的物質變成一種叫做「等離子體」的物質。也就是組成水分子的氫氧鍵在達到一定溫度之後發生斷裂,水分子分解成為單個的氧原子和氫原子。
隨著溫度繼續上升,電子掙脫原子核的束縛,這被稱為「電離」。這種情況下容器中就會形成一個由原子核和電子組成的「電漿」。但是這種情況下原子核和電子都不會穩定的存在,它們會在組合和電離的狀態下不斷循環,這其中伴隨著能量的轉換,高能電子在跟原子核結合會釋放出光子。所以我們就看到它們發光了。所以水如果不斷的加熱,它會變成「等離子體」。
等離子體在我們太陽系很常見,因為太陽就是一個完全由等離子體組成的。太陽中絕大部分是等離子狀態下的氫,所以太陽會不斷的發光發熱。本文由科普乎原創,歡迎關注,帶你一起長知識!