来源:[db:来源] 时间:2022-04-10 09:31:52
过去回答过水无法压缩100万倍的问题,也就是把1个立方米水压缩到1立方厘米。但有人又提出能不能压缩到百分之一的体积呢?这回是说把100立方米的水压缩到1个立方米,好像压缩倍数小多了,应该容易些。但这些都是无法做到的,因为物质都有其本质属性,并不是说只要压力足够大,就会无限的变小。
下面我们就来详细分析一下为什么水无法被压缩显著的改变体积,也就是无法较大的改变其密度。
海水的密度为1.03,在万米深海中达到1000多个大大气压,密度并没有多大改变。因为水的密度与水温关系更大,摄氏4度时,水密度是最大的,所以深海的水有时还没有浅海密度大。
要把水压缩到百分之一将导致水分子的分解,地球上没有这么大的压力,人类也无法制造出这么大的压力,因此水永远也无法压缩到百分之一体积。
这个1就是代表1立方厘米的水为1克,1立方厘米就是1毫升。1立方米的水为100万毫升,就是100万克,1吨重。所以我们在买液体物质时常常用升(L)来衡量,1升就是1000毫升,一瓶酒500毫升,也就相当500克,就是1斤。当然乙醇的密度为0.789,我们平时喝的白酒里面含有百分之几十的乙醇,因此500毫升就没有1斤。
随着不断的加压,水会有如下表现:
当水在100个大气压时,液态水会处于冰冻状态;压力增至3445个大气压时,同时温度降低到-100度(摄氏度,后同),会形成高压冰,分子间距缩小;高压冰随着压力增加,会达到六方晶体,水分子间隙越来越小,密度增加。
但这种密度增加是很微弱的,因此体积缩小不了多少,一般可以忽略不计。
这时如果再增加压力,几百万到上亿压力,这种变化也很微弱,一直到水分子化学键断裂压碎,氢分子、氧分子也被压碎,氢原子和氧原子成为游离态,甚至核外电子逃离成为自由电子,核聚变可能会被激发。
但这时,水早就不是水了,而是氢原子和氧原子的混合气体了,这种气体在高压下很可能是一种原子汤稠密半流体状态。有人认为这个压力极限在几十亿个大气压。
人类在制造金属氢时达到了325万个大气压,这是迄今为止人类能够达到的最高压力,因此上述水在几百万以上高压下的表现实际上是一个理论值。
水的压缩状态会有一个质变过程,在压力临界点之前,体积变化很小,一旦突破了这个临界点,水就不是水了,状态和体积都会发生剧变。但如果一定要说压缩100倍后是个什么状态,只能说这个物质从过去每立方米1吨的水变成了100吨,这个密度在宇宙天体中根本算不了什么。
当我们太阳的末日,变成白矮星的时候,这个密度就比这个大多了,还要增加10万倍以上。100立方米水压成1个立方米,只不过压缩了100倍,1个立方米水由过去的1吨变成了100吨,1个立方厘米密度才有100克重,而白矮星上的物质1个立方厘米却有1~10吨重。中子星上物质的密度1个立方厘米有10~20亿吨重。
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