當水溫達到105的時候,為什麼會變成了冰

時間 2022-04-05 19:55:21

1樓:萌萌不知道

水分子可以由一個四面體的微晶進入另一微晶中去.這樣分子間的空隙減少,密度就增大了。

2樓:我要堅挺

我覺得這個可能是一種謠傳,因為100度得水是沸騰得。

3樓:明暗交雜一笑生花

水的沸點是100℃,經過100℃以上以後,水將會達到一個新的境界。

4樓:

這一個冰和零下溫度結成了冰是不一樣了,這個是一種熱冰。

5樓:風蜂蜜柚子茶

因為這是水達到了另外一個狀態,分子結構變化了。

6樓:夔穀子

可能是因為物極必反吧。而且這樣的溫度也很難說的。

7樓:瓶蓋缺塞兒

這是因為在一些特殊的情況下邊引起的特殊反應。

8樓:拱靜曼

因為這就是水的特性啊,所以就是這樣的啊。

9樓:可愛的啊路

我覺得是一種新的科學技術發現的,物極必反的道理。

10樓:嘰嘰咕顧

我覺得應該是有很多的原因的吧,你覺得是不是這樣的呀?

11樓:級的汗顏

水是地球上所有組織的基本物質。如果沒有水,連動物都無法生存。沒有水,就這樣水在地球上具有重大意義。

當水溫達到105℃時,水在100℃時變成氣態,向外蒸發,但以奈米管為單位。

因為它不能轉變成氣態,能量也不能向外釋放,只能向內釋放形成晶體。碳奈米管的直徑也會導致水的不同冰點如果碳奈米管的直徑從1.05nm擴大到1.06nm,水的冰點將變化幾十度。

研究發現,當溫度上升到105℃時,碳奈米管中的水並不像我們想象的那樣沸騰和蒸發,而是形成冰我相信,在初中物理中,每個人都學到了這樣的知識:假設海拔為0,當週圍溫度達到100℃時,水就會從液體變成氣體;否則,當週圍溫度低於0℃的臨界點時,水就會從液體變成固體。完全是蒸發和凍結。

這一重要發現不僅令人震驚,也給了研究者一些啟示。科學家認為,它可以用來開發一個「水絲」比傳統的電線,這被認為比現有的材料更好地執行這件作品。然而,它仍然需要考慮和研究,所以液態水不像冰那樣完全有序。

但存在一定程度的無序排列,即水分子之間的距離不像冰那樣固定,水分子可以從一個四面體微晶進入另一個微晶,從而縮小分子之間的空間,增加密度。

由於科學家對它的研究還不是很成熟,如何更好地利用它仍然是一個有待解決的問題。它被稱為極端的反面。當蒸發量有限時,它只能向內壓縮,變成冰。

為什麼水在105℃的時候,不沸騰反而結冰?

12樓:好菜的安早

撇除掉海拔這個因素的影響,我們都深知一個物理常識:水到達沸點的時候會沸騰;而當溫度繼續升高到100攝氏度的時候,液體水就會被蒸發變為水蒸氣;要使液態水結冰的話就使它處於零下的溫度環境中。但是根據一個科學實驗的現象,科學家發現在溫度達到105攝氏度的時候,奈米管裡面的水居然不是蒸發而是凝結成了冰的形態,這種反常現象的問題其實就是出在奈米管的身上。

一、關於水何時會結冰的實驗在普通人的一般認知裡面,水只有處在零攝氏度以下才有可能會結冰。這個理論原則上是沒有錯誤的,但是科學家相信在特定的環境中,水在其他溫度下也會結冰。因此他們將液態水裝進碳奈米試管中,對其加熱。

隨著溫度不斷升高,到了100攝氏度的時候水也沒有變成氣體,而當溫度升至105攝氏度的時候,令人吃驚的一幕出現了:水結成了冰!

二、奈米管的效用按照正常的理論知識去理解,水在加熱至100攝氏度的時候就應該要變成水蒸氣才對。不過因為水是裝在奈米管裡面的,所以導致水無法變成氣體。但是水裡面的能量就無法得到釋放,怎麼辦呢?

於是水只能把能量向內部釋放了,因此就形成了結晶水。其實這也是一種正常的物理現象,也是有原理在支撐的。科學家之所以感到震驚是因為這個結冰點與他們預想的有出入罷了。

經過實驗,科學家才明白了結冰點為什麼會遠超過他們的**。原因呢,還是出在奈米管的身上。水在奈米管中的結冰點與奈米管的直徑大小有著密切的關係。

奈米管的直徑差異哪怕只差了零點幾奈米,也會導致水的結冰點產生幾十度的差異。所以說科學的世界是很奇妙的,它往往能顛覆我們傳統的認知,又能給予我們合理的科學解釋,不斷擴大我們的科學視角。

13樓:黑

在我們一般的認知中,水有三種狀態:固態(冰)、液態(水)、氣態(水蒸汽)。而一般情況下,水會在100攝氏度時就會汽化,成為水蒸汽,這也是常識性的東西了。

那說水在105攝氏度時會結成冰,那不是違反了物理定律了麼?

105攝氏度時確實出現了水結成冰的現象,但是這個是有條件的,而且這時候結成的冰和日常我們所說零度時的固態冰並不一樣,這時結成的是晶並不是冰。

詳細得看一下這個實驗了。

這項研究應該是2023年年國外科學團隊發現的,當把直徑只有1.8奈米的管狀碳奈米管放入盛滿水的容器中時,讓直徑只有0.5奈米的單個水分子進入這個奈米管中,然後加熱至105攝氏度時竟然出現了奈米管凝固被堵塞,並且這個凝固現象中實際上其中的水分子溫度並沒有降低,但水分子卻形成了和冰結構類似的固體。

這一現象也一反常態,水加熱是不可能會凝固或者結冰的,但是在某種特性的情況:幾個水分子和狹小的奈米容器內可以實現,但目前還並不清楚,這個凝固的狀態和碳奈米管本身有沒有發生反應。

那類似的反物理現象還有沒有其他的例子呢?

光學黑洞

顧名思義,所有的光在遇到這個器件的時候,都有去無回。

光學黑洞實際上是用電磁材料來控制電磁波的路徑,來模擬光掉進黑洞時的路徑變化。從這個角度來說還是挺有意思的。

負折射率材料

負折射率材料在上個世紀還一直以為是不存在的,現在都造出來了。一般實現負折射介質是採用超材料,當然光子晶體也是可以的。

如果對超材料感興趣可以點選這裡,我對它做了比較詳細的介紹:

地鐵內超高速 wi-fi 中的超材料到底是什麼,怎樣 「剪裁」電磁波?

負折射率材料有很多反直觀的特性,比如逆契倫科夫輻射。

什麼是契倫科夫輻射?

契倫科夫輻射一般來說是物體運動速度大於介質裡面波的傳播速度。這裡的波可以是電磁波,聲波,水波等。

所以摩托艇在水面滑行產生的水紋就是契倫科夫輻射。飛機超音速飛行時引發的音爆也是由於契倫科夫輻射。

在電磁波中:

對於折射率為2的介質,電磁波的極限速度為0.5c(c是電磁波在真空中的速度),如果一個高能粒子以0.6c的速度射入這種介質,就會產生所謂的契倫科夫輻射。所以應該是這樣的:

注意,在這裡能量傳播方向跟波的傳播方向相同。

如果將材料替換為負折射率材料,那麼很神奇的事情發生了:

可以看到能量傳播方向跟波的傳播方向正好相反。

還有逆多普勒效應,就是電磁波波源離你遠去的時候,你發現它的頻率在增加。

利用負折射率材料還可以製作完美的透鏡,電磁波攜帶的所有的資訊都可以恢復,沒有衍射極限的問題了,也就是超透鏡。

光子晶體

光子晶體是模擬固體物理中的晶體得到的。這就很神奇了,它跟晶體一樣有禁帶。

首先看看光子晶體怎麼實現,它是這樣的:

藍色的普通的介質,比如介電常數為8的材料,其他的是空氣。

照理來說,這種材料是不可以完全阻擋電磁波傳播的,但是如果它排成這種週期結構,在某些頻率下,它就可以禁止電磁波傳播。所以就可以用來束縛電磁波,做成波導:

有人問這東西有什麼用,波導不是可以用金屬來做嗎。但是在光頻道,金屬就不再是金屬了,它們變成了普通的介質。所以光子晶體具有做光器件的潛力。

它還可以做成三維的,就變成了類似光纖的東西。注意它跟光纖不一樣,光子晶體是在亞波長尺度調控光波。

14樓:旭子講科學

水在105攝氏度條件下結冰是有條件限制的,原因主要是因為奈米管將水沸騰時的能量轉給分子內部,所以水結成了冰。

15樓:心中的海不理

正常情況下水在105攝氏度 是不會結冰的,這個結冰現象是在特定的情況下才會發生的:將幾個水分子鎖定在某一個直徑範圍的碳奈米管中才會發生這種所謂的結冰現象,與其說這個是結冰倒不如說這是形成了某種類似結冰狀態的固體。

16樓:kkchiu10妹

我們都知道,水在低於0攝氏度時,就會從液態轉變為固態,也就是結冰,而在達到100攝氏度以上時,水就會沸騰,不過,卻有科學家發現,當溫度達到105攝氏度時,水並沒有沸騰變成水蒸氣,而是結成了冰。

17樓:千年書蟲

因為這些水是在特定環境下實驗才發生這種現象,平時日常生活中水還是會沸騰的。

把水加熱到105℃真的會結冰嗎?

18樓:呆啊凱

水是生命之源,在地球上有著舉足輕重的地位,地球上71%面積是海水,人體中水分也佔到了60%-70%,在一個標準大氣壓下,水的熔點是0℃,沸點是100℃,超過100℃水就會氣化,關於水的特性我們早已熟知。但是科學家發現了水的一個反物理特性,水在105攝氏度的高溫下竟然會結冰,這個結果也讓很多學者跌破了眼鏡。

當科學家把碳奈米管浸入含有水的容器中時,發現了幾個的水分子可以鑽入奈米管中,當加熱碳奈米管時,內部的水分子呈現出反常的物理特性,竟然結冰堵住了奈米管!科學家利用振動光譜成像技術觀察了水分子在內部的運動情況,發現這種「冰」的結構和一般的冰不同,是水分子與碳奈米管之間形成的一種特殊的晶體結構,這裡我們也把它稱之為冰。

並且不同直徑的碳奈米管,水的結冰溫度都不同。奈米管的直徑越小,水分子變成冰柱所需要的溫度就越高。當科學家把單個水分子(直徑大約是0.

4奈米左右),放入直徑只有1.05奈米的碳奈米管中時,水會在105度結冰,而當碳奈米管的直徑變成了2奈米時,水分子居然在零下83攝氏度才會結冰。碳奈米管的直徑哪怕只相差0.

1奈米,水的結冰溫度都會相差20攝氏度

或許我們可以類比成巨集觀和微觀世界微粒的特性,就像物理學中牛頓的經典力學只適用於巨集觀低速的狀態,而在微觀世界就不再適用,而是有另一套物理體系。水分子的這種神奇特性也讓科學家難以解釋。

為了在現實中得到應用,美國科學家利用強脈衝中子源來進行試驗,並且改進了碳奈米管的結構,讓水分子在碳奈米管內永遠不會結冰,即使是在絕對零度,零下273.15攝氏度都不會結冰。不管是哪種碳奈米管的結構,只要能夠廣泛應用於飛機和航天材料都是百利而無一害。

飛機在高空的低溫環境下飛行,經常會面臨結冰的問題,飛機引擎和機身外殼如果能使用碳奈米管制造的材料,不僅可以減輕機身重量,提高穩固性,還可以抵抗低溫環境,減少損耗。

科學家欲通過控制碳奈米管的結構和直徑大小來控制水分子的冰點,載人火箭發射到迴歸地球的過程中,必定過經歷外殼高溫的情況,可以在航天材料中混合直徑1.05奈米的碳奈米管,溫度超過105攝氏度就會和空氣中少量的水分子一起結冰,以此來降低抵消外殼的高溫,大大增加安全性。

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