壓縮水
Ⅰ 水是不可壓縮物質,那麼強行壓縮水會發生什麼
水是不可壓縮物質本身就不太對,水事實上可以壓縮只是很難。因為水的分子之間的距離已經很小了,有10*10(-10)小,所以很難被壓縮。水在常規的壓力下自然是無法被壓縮的,但是如果壓力極大,則水的密度會明顯提高,就意味著水會被壓縮。水是生命之源,而且水有三種形態,液態,固態,氣態。我們平時說的壓縮就是對一個物體施加壓力,它的形態就會發生變化,這樣它的體積就變小密度就變大了。
我們知道把一滴墨水滴到一杯水中,墨水會很快擴散,因為水分子存在著空隙。壓縮水的同時水分子之間空隙會變小。當兩個水分子相互靠近的時候,它們的外層電子間排斥力會增強,會阻礙分子的靠近。壓縮水時,這種排斥力就是阻礙水被壓縮的主要力量。
Ⅱ 將水加壓水會變成什麼
在初高中的時候,尤其是老師談到液壓,基本上都會提到「水是不能被壓縮的」。可水真的就是不能被壓縮的么?今天,我們就來好好聊一聊這個話題。
水
水的化學式是H2O,是有氫元素和氧元素組成的無機物,從微觀的視角來看,水是由水分子構成的。
液態和固態的水分子之間是通過氫鍵進行連接,水其實有很多種相態,除了傳統的三態,在海底熱泉口附近還有溫度達到400多度的水。
而氣態、固態、液態,說白了就是水分子之間的間距發生變化造成的。
在常溫常壓下,水是無色無味的液態。壓縮之後密度和體積並沒有發生明顯的變化,因此,我們可以把水「近似」看成是不可壓縮的流體。
壓縮水
但關鍵就在「近似」上,也就是說,水並不是不可以壓縮。但所需要的壓力特別大,大概需要10000~100000個大氣壓,也就是1GPa~10GPa之間。
這個條件可以說是極為苛刻的,在日常生活中是根本不可能做到的。不過,科學家能夠在實驗室里實現,具體的原理其實就是用金剛石對頂砧壓水。
一些金剛石對頂砧可以達到幾十個GPa。因此,利用金剛石對頂砧來壓水並不是什麼難事,而且也確實有一些科學家曾經做過類似的實驗,實驗也不難。
科學家可以通過顯微鏡直接看到整個「壓縮水」的過程,有點類似於水結冰。當壓力減小時,水還會再恢復原來的狀態。
這里要多補充一點,在持續的加壓過程中,壓力會破壞水分子之間的氫鍵,使得同樣是固態水,也會從低密度結構逐漸演變成高密度結構。
金屬水
假設在理想狀態下,我們有一台可以無限加壓的裝置,可以持續的加壓,當壓力達到1TPa,也就是10^7個大氣壓,這時候水就會變成金屬態。
這種金屬態在太陽系內有,只不過是金屬氫。如果你有個理想的超級探測器,能夠持續向木星的深處探索,就會發現金屬氫。
這就是木星巨大的壓力迫使氫原子內的電子脫離了分子軌道,表現出傳導電子的情況。
也就是說,如果壓力達到1TPa,我們就能得到金屬水,也叫金屬冰,當然,我們目前還做不到這一點。
中子星&黑洞
如果還要繼續加壓,這時候抵抗巨大壓力的其實是由於泡利不相容原理導致的電子簡並壓力,這其實是一種量子效應,你可以粗暴地理解為,在微觀世界裡,有一種規則,要求各個電子在原子核外的狀態是不重樣的。而外界的壓力會迫使電子去到最低能量狀態,這時電子就會產生一種抵抗外界壓力的力,這就是電子簡並壓力。
如果你還能繼續往下壓,這時候就會把電子直接壓入到原子核內,電子和質子生成中子,這時候水也就不再是水了,而是一顆微小的中子星了。
如果你還能繼續往下壓,那接下來理論上應該是中子的簡並壓與外界壓力對抗,當中子的簡並壓都無法抵抗,就會變成一個微小黑洞,不過微小的黑洞存在的時間很短。所以,你還沒等反應過來,它就消失了。
石墨烯界面的水分子
上文都是依靠外界壓力來壓縮水。目前也有科學家在兩片單層石墨烯形成的封閉空間中,把水壓縮到一納米的厚度。但是這種方法不僅需要高壓,還需要水和石墨烯發生相互作用,因此,在這個實驗中,水必須和石墨烯界面同在。不過,目前這個實驗還存在很多爭議。
所以,水還是可以被壓縮的
Ⅲ 水能不能被壓縮如果水被壓縮會怎樣
在理論上水是可以壓縮的,只是需要很強的壓力才可以做到,大概需要最低10000個大氣壓才能壓縮。世間萬物大概只有黑洞是不能被壓縮的,但科學是無窮的,沒有絕對的事。
水壓縮並不簡單
水分子由氫原子和氧原子組成,原子內核又是由無數物質組成,水我們都知道無色無味,且流動性很強,想要直接壓縮流動的水則更有難度,流動的水水分子較為活躍,分子的間隙也大。
那流動的水如果讓它固定呢,我們肯定都會知道把水凍成冰那水就能成型了,那壓縮水是一樣的道理,需要把水降溫冰凍成型,才能實施下一步行動。但這需要科學家在實驗中調試技術才能實現。
關於空氣壓縮的論題在物理學上至今還在被科學家研究,世界之大,無奇不有,誰知道在未來的世界會發生什麼樣的改變呢,真理無窮,唯有進一步有進一步的歡喜。
Ⅳ 很多東西都能被壓縮,水是否也能被壓縮呢強行壓縮會有什麼後果
很多東西都能被壓縮,水是否也能被壓縮呢?強行壓縮會有什麼後果?
研究發現水在某一個溫度下,相對密度是極大的而體積是最小,如果一旦偏離這一溫度,體積就會增大,那樣來說水就是不能縮小的嗎?水為不能縮小化學物質本來就不太對,水實際上能夠縮小隻也是很難。由於水分子結構間的距離早已不大了,有10*10(-10)小,所以很難被縮小。水在常規的壓力下自然也是難以被縮小的,但如果工作壓力巨大,則水密度會明顯增強,則意味著水就會被縮小。水與健康,並且水有三種形態,液體,固體,汽態。
當工作壓力再進一步擴大,那樣水就轉化成中子星那般的化學物質,相對密度可達到10的8三次方噸每立方分米。當工作壓力再進一步擴大,那樣轉化成中子星那般的化學物質卻被轉化成了沒有體積的超級黑洞,相對密度就會變成無窮大。不山拿過之上僅僅基礎理論狀況,人們並沒能力創造出如此大的工作壓力。由P=m/v,就可以知道體積隨壓力的增加而減少,當體積縮小的越多,水再次縮小也會更加艱難。
Ⅳ 水可以被壓縮嗎壓縮水會發生什麼
生活中很多物質都可以壓縮,只要它們分子間存在間隙,能壓縮多少得看間隙的大小。水也是可以被壓縮的,當受200大氣壓作用時,水體積可以縮小1%左右。由於壓力值很大而水體積縮小得很小,所以一般情況下可以看成水是不可以壓縮的。產生這種結果的原因是水分子間的間隙在臨界尺寸范圍,如果要壓縮而減小分子間的距離,分子間就會產生較大的斥力,所以很難壓縮。
如果我們一直壓縮水能達到足夠的力的話。那麼水分子中的電子就更靠近了原子核。如果再用更強的壓力去壓縮水,原子核會把水分子中的電子踢出去,水就成了白矮星那樣狀態的物。當壓力再進一步增大,那麼水就壓縮成中子星那樣的物質,密度可以達到10的8次方噸每立方厘米。當壓力再進一步增大,那麼壓縮成中子星那樣的物質就被壓縮成了沒有體積的黑洞,密度就變成了無限大。