水属于那个类别,科普丨水是一种液体还是两种液体?

对于科普丨水是一种液体还是两种液体?的相关题,以及水属于那个类别想必很多人都想知道,接下来让小编给大家解说。


水在生活中是非常常见和无处不在的,我们的生活离不开水,洗漱、做饭、饮用都离不开水。它可以变成水蒸气或冻结成冰。我们似乎最了解水。但这看似普通的水体仍有许多谜团有待解开。科学家甚至不知道它是一种液体还是两种液体。液体仍然存在。讨论中。


在第二个临界点,水是两种液体


众所周知,水以三种形式存在液体、气体和固体。当压力或温度变化时,水的状态会发生变化。如果温度不变,压力降低,液态水逐渐变成气态水。例如,在平原,水在90C时是液体,但在青藏高原,在较低的压力下,它变成气体。如果压力不变而温度升高,液态水就会变成气态水。


水从一种水变成另一种水的过程中总会有一个转折点。例如,在液态和气态之间的转变点,水表现出液态和气态两种性质,即两种形式变得无法区分。或气体或气体或液体。这个点被称为“临界点”。例如,在标准大气压下,0是水在固态和液态之间转变的临界点,100是水在液态和气态之间转变的临界点。


1992年,波士顿大学科学家彼得普尔和吉恩斯坦利在进行实验时意外发现水的密度在低温下会发生波动。他们对这种异常现象很感兴趣,因为一般来说,温度越低,分子的活性就越低,密度波动也越小。


为了弄清楚发生了什么,普尔和斯坦利的团队模拟了水在过冷(温度低于0C的液态水)时会发生什么。模拟结果表明,过冷水存在密度波动,且随着温度降低,密度波动增大。


这种密度变化的解释是水有第二个临界点。在第二个临界点之上,水在两种状态之间快速切换。由于两种状态的性质不同,任何一种状态向另一种状态的转变都会导致密度的快速变化,这在临界点最为重要。在这个临界点上,水由两种不同密度的“水”组成。换句话说,水不是一种液体,而是两种液体。


这两种液体都还没有“确认”


“所谓的水是两种液体的混合物——密度较大的液体和密度较小的液体。由于密度不同,两者之间的氢键、长度和相互作用的强度也不同。这导致了不同的性质,例如“如粘度和扩散系数。它也会变化。”中国科学院物理研究所研究员孟胜告诉科技日报编辑。


然而,许多人对水是两种液体表示怀疑,一些科学家批评这一结果是假的。大多数研究人员认为,水的性质可以用传统理论来解释。一种想法是,过冷水在极低的温度下会变成无序的固体,或者这是水凝固时发生的一种特殊现象。


瑞典斯德哥尔摩大学对水研究感兴趣的科学家尼尔森综合了多年来在室温和压力下进行的水实验的数据,并提出水有两种不同的液态。分子无序且致密。另一种是低密度四面体结构。在正常温度和压力下,较低密度的水分子随机嵌入较高密度的水分子中,但人类无法看到这一点。在每个人都持怀疑态度的情况下,尼尔森决定做一个实验,以便每个人都能看到水的第二个临界点。2017年他前往韩国,利用尖端技术生产超纯液态水,通过实验证明即使在相同压力和温度下水的密度也不同,并兴奋地宣布自己发现了水。第二个临界点。


尽管很多人认同尼尔森的实验结果,但也有人认为实验中记录的物体是水滴,而且整个过程中水滴的体积变化极小。第二个要点,成交量的小变化只是其中之一,纳尔逊选择了这个解释来适应他的假设。


据孟胜介绍,一直以来有人认为水是两种性质不同的液体的混合物,但目前还没有确凿的证据,没有得到充分证实,这种观点还处于假设阶段。


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水有两种液体,而冰有17种不同的形态!


据最新统计,固体水或冰有17种晶型。但在实验室之外,地上只存在一种,它被称为冰Ih。还有一种叫做IC的冰,少量存在于高层大气中。其余15种冰只能在极高压力下产生。冰晶具有如此多种形状的原因是因为相邻的水分子利用强氢键形成四面体网络。当水处于冷凝状态时,每个水分子形成四个近四面体的氢键,以最大限度地与其他水分子结合。冰Ih中的氢键形成低密度的开放三维结构。


对冰晶等四面体材料以及碳、硅和磷元素施加压力可以将密度较小的固体压缩成一系列密度较大的结构,从而可能突破这些材料的密度极限。这就形成了我们目前观察到的17种不同类型的冰晶。我想知道未来是否会发现更多形式的冰。


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