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你认为水在一定的压力下会变成固体吗?优质

759次浏览| 2022-09-23 19:54:04 更新
来源:互联网
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那就要看是哪种液体了。如果是水,常温下增加一个大气压,密度变化只有0.005%.这样看来似乎没有那么难,不过因为压缩性是随温度和压强变化的,不能直接乘100那样来算10MPa时的变化,只能查表确定.结冰体积会变大;压缩不破坏结构.

理论上是可以被压缩的,但是实际操作是很困难的,原因是这样的:

要想压缩物体就必须克服物体分子间的分子力.

分子力是组成物体的分子间的作用力,它只有当物体分子间的距离小于10的负9次方的时候才存在(或者说表现出来,大于这个距离接近于0).

一般的气体很容易就可以别压缩,是因为气体分子的距离大约在10的负9次方左右,他们之间的分子力几乎等于0,所以压缩气体比较容易.

而通常状态下的固体和液体,它们分子间的平均距离在10的负10次米方左右,这时的分子力处于另一种平衡状态下(分子力实际上分为引力和斥力,这两种力同时共存,并且随着分子间的距离减小而增大,当分子间的平均距离等于10的负10次方米的时候引力等于斥力,分子力为0,大于这个距离而小于10的负9次方时引力大于斥力,大于10的负9次方米二力都接近于0,小于10的负10次方米的时候斥力大雨引力),如果我们压缩液体,这时由于液体分子间的斥力增长的很快,所以很难被压缩.(这部分内容在高中物理中有更详细的介绍)

举个例子,用油桶装满油,在外力的作用下,油桶的体积会变小(但不油桶的铁被压缩了),那是不是里面的油就会被压缩呢?实际上是不会的,因为在压缩油桶 的时候会发现,油桶里的油会不断的从油桶中渗出.

所以说,如果在光考虑温度,不考虑压力,空间力,水分子间的分子力的情况下,水能通过加压变为冰这种固体!

不管物质的状态如何,其体积有变化,质量是不会有变化的。

据英国每日邮报报道,目前,英国科学家最新研制一种粘性物质,只需摇动便能从液体转变为橡胶状固体,该物质潜在着广泛的应用领域。

然而科学家并不知道是何种原因导致该材料发生奇妙变化,并问询专家提供指导性解释。据悉,这种摇动胶体是英国帝国理工学院化学工程师发现的,他们试图发现具有新属性的材料。将两种化合物混合在一起,一种化合物包含二氧化硅,一种化学物叫做聚氧化乙烯(polyethyeleneoxide),结果发现这种具有奇特属性的胶体物质。

英国帝国理工学院工程实验室最新实验表明,一个小玻璃罐内部充满着这种稠密乳状液体物质。当研究人员用力摇动时,液体会转变成为一种粘性固体物质,之后揉捏可形成一种类似油灰的物质,如果放置一段时间,它将转变成为液体。

研究负责人、帝国理工学院保罗-卢克哈姆(Paul Luckham)说:“意外发现是一件非常美妙的事情,尤其是在实验室获得新发现!目前我们仍在对这种特殊粘性物质进行实验,充分理解它的属性和潜能,它呈现的一些独特属性,令我们希望进行深入探索。”

研究小组还未发现这种新型胶体的一种明确应用,但是他们认为它潜在具有许多用途,例如:用于制造口香糖等。人们通过食用这种口香糖,将避免出现街道出现硬化的口香糖粘黏物,未来“胶体口香糖”变干之后可以转变成为液态,很容易从路面上清除。

这种胶体被分类为“非牛顿流体物质,它的属性可以进行控制,仅是改变混合物质,便能短时间内改变它的物理状态。然而该胶体变得更加奇特,研究小组发现虽然胶体具备部分非牛顿流体属性,摇动之后就能改变它们,甚至停止摇动几个小时之后也会发生变化。

在100MPa~10GPa(1000-100000大气压)的区域,水是可以直接通过加压变为固体的,固体的形态为高密度冰。压力再高,甚至可以直接把超临界状态的水变成冰。

理论上,持续升压会不断摧毁水分子之间的键力,使一般低密度冰的结构发生变化,冰一共有十几种晶体结构,比如说在南极最厚的冰盖底层,由于压力极大,就是以高密度冰的形式存在的。但是如果继续加压直至超出地球自然存在的压力,到1Tpa(1千万大气压)变为金属态冰。

更高的压力,比如说超过中子星内部压力,会摧毁水分子内部氢原子和氧原子的原子结构,使水变成中子态……当然这在实际上是不可能的。

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