水酿成冰的同时按捺其体积的膨胀会发作什么?

2天前 (01-21 19:56)阅读1回复0
zaibaike
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楼主

那实是个脑洞大开的问题。固然我也不大白,并且很想晓得谜底,一搜,网上还实有靠谱点的谜底。

若是我将水置于一个牢不成破的容器里,而且没有任何多余空间可以膨胀,把温度降到固结点,水能否可以结冰?

或者如许说,我们能否单靠通过按捺水的膨胀阻遏水结成冰?有人如许试过么?

嗯,那个尝试有人做过的。试验成果要看容器壁的强度,在最末撑爆容器之前仍然会连结液态。若是实的是牢不成破(那在物理学上是不成能办到的,不外我们做出一个接近牢不成破的容器),那么水会成为一种奇异形态的冰。

下面那张图表标出了可能的成果。

[-]

横轴代表温度,纵轴代表压力。图片中心的红点是0摄氏度,也就是固结点。在100kPa或者叫一个尺度大气压下,只要温度在0摄氏度以下,水便结成冰,也就会膨胀。

不外若是容器壁足够结实可以阻遏水的膨胀,那么压力就会上升,水不会继续膨胀。

压强继续增加,就酿成了容器壁和结冰过程之间的千古之战。跟着压力继续飙升,我们假设已经远远超越10000个大气压,若是你的容器无法撑住那么大的压强(现实上没有什么质料能撑到那里),那么容器将崩溃,水会膨胀。

好,如今我们假设你的容器很强大,几万个大气压仍是不敷以撑爆,水就会被迫结晶。那时候水不会以冰结晶的正六边形结晶,取而代之以金字塔外形的“冰六”(Ice VI)结晶。六边形构造占用的空间良多,所以冰要比水松散。不外冰六可比水更密实,所以水不会膨胀反而收缩。容器内的压力天然不会继续增长。

按照你设想尝试的办法差别,你可能得到许多其它形态的冰。

不外那些冰也只能在尝试室内看到,用超强容器确实能够连结超冷水(super chilled water,0摄氏度下仍然连结液态)一段时间,不外迟早容器都要爆。

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