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水只有3种形态吗?科学家发现了第四种形态
www.creaders.net | 2020-10-16 21:58:53  科学红灯区 | 0条评论 | 查看/发表评论
  

  水作为万物之源,生命之始,对于孕育生命起着无可替代的作用,历代文明的发源,也是紧靠水才兴起的;水虽然化学成分是一氧化二氢,看起来结构非常简单,但是即可柔亦可刚,化作小溪涓涓流淌,孕育鱼苗,也可以变身洪水猛兽,吞噬人间;在我们眼中,水只有三种形态气态、液态、固态,可是最近已经有科学家发现了水的第四种形态;我们就来说一说水的前世今生。

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  地球五分之四的表面都是水,而在两亿年前,地球可是被水全部淹没掩盖的;到底是怎么样的力量才能够聚集到如此多的水,这对于科学家一直都是百思不得其解;锆石,作为一种天然矿物,广泛存在于酸性火成岩当中,因为耐高温,它得以携带大量地球形成开始时的信息;对锆石进行研究,科学家发现液态水在地球形成后不久,也就是距今45亿年前,就已经存在。

  而在四十五亿年前,也就是地球刚刚形成之初,就已经有化学结构是一个氧原子搭配两个氢原子结构的水,这也让科学家们猜测很有可能是地球刚形成的时候,岩石不断脱水才逐渐形成了现在地球上的水。

  不过也有学者认为,在地球刚形成之初,地球的大气层还没有形成,自转速度还是呈现一个较快的趋势,所以很容易就吸引本来是可以避开的陨石或者是彗星,带着富有水资源的陨石撞击地球,日积月累,也就有了地球上现在这么多的水;这个猜想在实践研究中也得到了证实,科学家在富碳球粒陨石杂质上发现的水样本和地球上的水样本成分比例非常类似,从而得出地球上的水主要来自陨石小行星的结论。

  阿波罗15号和17号前往月球采取到的月球样本中的氘氢比和碳质球粒陨石的比值一致,也和地球上的水的比例近乎相同,这些证据表明月球上的水和地球上的是相同来源;于是科学家们得出假说说木星在一开始进入到太阳系轨道的时候,扰乱了富含水元素陨石的原有轨道,这些陨石进而向地球以及月球迁移,最终导致了地球和月球拥有相同来源的水资源。

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  其实我们在生活中所见到的水,都只能叫做水溶液,而不能称之为真正意义上的纯水,也就是液态的一氧化二氢;水在常温,也即是20到40度之间都是呈现无色无味的液体;而我们见到的水当中,包含的不仅仅是水,还有酸碱盐等融化后的物质,对于真正纯净的水,我们可以利用水溶液中不同物质的沸点不同进而蒸馏获取到纯净的纯水。

  水的状态是随着温度的变化而变化的,其中在温度为3.98华氏摄氏度的温度下密度最大,高于这一个温度水的密度就会逐渐随着温度的越来越高而密度越来越小;通常情况下,水在-4摄氏度的温度及其以下才会变成固态的冰,在0到100摄氏度的这一个区间是呈现液态水的状态,超过100摄氏度才会气化,要注意的是我们看到的煮水冒起的白气其实还是液态的,真正气化了的水我们肉眼是无法看到的。

  在0~3.98摄氏度温度之间的水并不符合我们常识当中的热胀冷缩规律,在这个时候,水的密度是随着温度的升高而增加的,所以当0摄氏度的水和0摄氏度的冰放在一起的时候,冰奇迹般地浮在了水面上,因为水的密度比冰要大。

  水通常是通过大自然的循环过滤来形成淡水资源,一般的方式是先蒸发再到凝结,接着再蒸发的过程,也就是从云变成雨,或者是冰,然后再到水蒸气,这也是地球上的水一直都存在的原因。

  而最近科学家们发现的超临界水,让一氧化二氢又增加了一种形态,也即是超临界态;根据相关的研究报告,该种状态需要液态水遭受超高的温度和压强,之后就会形成一种液态和气态无论是在密度还是质量等都没有任何区别的水,也可以叫做流体,它可以像火一样燃烧,还能溶解油脂,这完全违反了正常的物理规律,实在令人惊叹.

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