原標(biāo)題:水到底是一種液體還是兩種液體
水很尋常,,它在生活中司空見(jiàn)慣,,我們洗衣,、做飯,、飲用都離不開(kāi)它。它可以變成水蒸氣,,也可以結(jié)成冰......我們似乎對(duì)水最了解不過(guò)了,,但是,這看似普通的水卻仍然有很多待解的謎題,,科學(xué)家甚至連它是一種液體還是兩種液體都還在爭(zhēng)論呢,。
在第二臨界點(diǎn)水是兩種液體?
眾所周知,,水有3種存在形態(tài):液態(tài),、氣態(tài)和固態(tài)。如果壓強(qiáng)或溫度改變,,水的狀態(tài)就可能發(fā)生變化,。溫度不變,壓強(qiáng)減小,,液態(tài)水會(huì)逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)闅鈶B(tài)水,。比如,在平原地區(qū),,90℃的水是液態(tài)的,,但到壓強(qiáng)小的青藏高原就變成了氣態(tài)。壓強(qiáng)不變,,溫度升高,,液態(tài)水也會(huì)轉(zhuǎn)變?yōu)闅鈶B(tài)水。
水在兩種形態(tài)相互轉(zhuǎn)化的過(guò)程中,,總有一個(gè)過(guò)渡點(diǎn),。比如在液態(tài)和氣態(tài)相互轉(zhuǎn)化的過(guò)渡點(diǎn)上,水既會(huì)表現(xiàn)出液態(tài)水的性質(zhì),,又會(huì)表現(xiàn)出氣態(tài)水的性質(zhì),,如液似氣,兩種形態(tài)無(wú)法區(qū)分,,過(guò)了這個(gè)點(diǎn)后,,它就會(huì)變?yōu)榉且杭礆饣蚍菤饧匆旱臓顟B(tài)。這個(gè)點(diǎn)被稱(chēng)為“臨界點(diǎn)”,。比如,,在標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下,0℃是水在固態(tài)和液態(tài)之間轉(zhuǎn)換的臨界點(diǎn),,100℃是水在液態(tài)和氣態(tài)之間轉(zhuǎn)換的臨界點(diǎn),。
1992年,美國(guó)波士頓大學(xué)的科學(xué)家彼得·普爾和吉恩·斯坦利在做實(shí)驗(yàn)的時(shí)候,意外發(fā)現(xiàn),,低溫下水的密度會(huì)發(fā)生起伏,,溫度越低,密度起伏越大,。他們對(duì)這一反常的現(xiàn)象很感興趣,,因?yàn)橥ǔG闆r下,溫度越低,,分子越不活躍,,密度起伏應(yīng)該越小。
為了弄清這是怎么回事,,普爾和斯坦利的團(tuán)隊(duì)模擬了水在過(guò)冷狀態(tài)下的變化,,所謂過(guò)冷水指的是溫度低于0℃的液態(tài)水。模擬結(jié)果顯示,,過(guò)冷的水中確實(shí)存在密度起伏,,且密度起伏隨溫度降低而增大。
對(duì)于這種密度的變化,,他們給出的解釋是,,水有第二臨界點(diǎn)。在第二臨界點(diǎn)之上,,水會(huì)在兩種狀態(tài)之間快速轉(zhuǎn)變,。由于兩種狀態(tài)性質(zhì)不同,因此任意一種轉(zhuǎn)化成另外一種時(shí),,都會(huì)導(dǎo)致突然的密度變化,,這一變化在臨界點(diǎn)時(shí)最為顯著。在這個(gè)臨界點(diǎn)處,,水由兩種密度不同的“水”組成,。也就是水不是一種液體,而是兩種液體,。