水在105攝氏度時會結冰,是真的嗎?類似這樣的反物理現象還有哪些?

搞笑柚子君

大家都知道,水在0攝氏度的時候會結冰,在100攝氏度的時候會沸騰,然後會氣化為水蒸氣,這是現實生活中的一個常識。然而,有實驗證明,即使在100攝氏度以上,水也是可以結冰的。




麻省理工大學的專家們做過一個實驗,將水在納米級別的微小碳管進行加熱,碳管的內徑已經細微到分子數量級,只能容下幾個水分子的進入。


就在這精密實驗的進行下,當實驗溫度升高到105°C時,水卻奇蹟般結冰了。這讓科學家們茅塞頓開、恍然大悟,原來幾個水分子擠在這密閉的納米管中,在加熱時改變了水分子間的物質結構,出現分子內部重組的反常現象,從而就在高溫下結冰。


所以,水在105°C時會結冰這是真的。

我記得是水越熱,水分子運動速度越快。把水分子加熱到105度放在細小的納米管裡,限制了它的運動,讓他達到結冰的分子距離,所以它就結冰了。



準確來說結冰應該是一個群體現象,不能用幾個分子的特殊狀態來描述成結冰……此結冰非彼結冰,反過來說,這個發現其實就是標題黨。

自從看到這個消息後,我一直有個疑問?這些冰到底是燙的還是涼的?


我想起生物學家做的蜘蛛實驗,把蜘蛛的腳掰斷,然後對它喊話,蜘蛛沒跑,說明蜘蛛的耳朵在腳上!


深思瓶

水在0攝氏度的時候會結冰,在100攝氏度的時候會沸騰,這已經成為了現實生活中的一個常識。然而,有實驗證明,即使在100攝氏度以上,水也是可以結冰的。

在預測碳納米管會排斥水分子的前提下,麻省理工學院幾位科學家往僅有幾個水分子大的碳納米管裡放水。實驗結果與預期不同,當測試到比100℃的溫度高一點時,水竟然結冰了。

對於這個現象,麻省理工的科學家解釋,這一實驗結果是由碳納米管的直徑直接導致的。

具體來講,碳納米管的直徑不同會使得水的冰點也不盡相同,比如直徑從1.05納米擴大到1.06納米,水的冰點也會出現數十度的差異。這也就意味著,在極小的空間內,水的冰點和沸點有可能降低10攝氏度左右。

當前,包括永動機在內,有很多事情已經是可以被物理知識所解釋的了。而在一些影視劇中,我們能夠看見很多的反物理現象。

比如《刺客聯盟》中,茱莉亞羅伯茨飾演的女主角在發射子彈的時候,帥氣的將手臂一甩,直接改變了子彈弧線的運動軌跡。從動圖來看,這一段很帥、很霸氣,但是在現實生活中,這一現象是不可能發生的。

又比如動漫作品《網球王子》,比如不二週助的絕招棕熊落地、飛燕還巢等招數,在現實生活中發生的可能性可能為負。


鎂客網

剛查閱了下資料,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納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。

這項研究應該是去年國外科學團隊發現的,當把直徑只有1.8納米的管狀碳納米管放入盛滿水的容器中時,讓直徑只有0.5納米的單個水分子進入這個納米管中,然後加熱時竟然出現了納米管凝固被堵塞,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,我們在光譜儀中可以看到,左右是對比後的狀態,中間呈現鮮豔色彩的管狀柱就是被凝固的水分子。

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納米容器內可以實現,但目前還並不清楚,這個凝固的狀態和碳納米管本身有沒有發生反應。

科學家觀察到的碳納米管的直徑會直接影響水凝固所需要的溫度,當碳納米管的直徑每相差0.1納米,水凝固的溫度都會相差20攝氏度。很多人可能對0.1納米沒有概念,0.1納米的大小一般和一個普通原子的直徑大小相當,人類目前還無法直接觀察到原子,通過掃描隧道顯微鏡等觀察的原子都是成像以後的原子,實際原子真正的樣貌人類從未直接觀測到。

在直徑僅有1.05納米的碳納米管中的水分子,是可以在105攝氏度的情況下凝固成固態的,但是其中的原因還未了解。


科學薛定諤的貓

水是一種很常見的物質,每個人的生存都離不開水,水在地球上也是大量存在,而且也可以說水在宇宙中也是大量存在的,太陽系中的很多星球上都有水,比如木衛二木衛三木衛四,這三個星球上的水甚至比地球上還多,而一些科學家們認為,在一些類星體的附近,水多到難以置信的程度。

水雖然很常見,但是物理性質卻很奇葩,它和很多其他物質都不同,比如在一個大氣壓下,水的密度最高的時候是4℃,低於或者高於這個溫度,水的密度都會變低,所以冰才會浮在水面上,其他常溫下的液態物資卻不具備這種特性,因為通常都是固體的時候密度較大,液態和氣態的時候次之,但是水卻和它們不一樣。

水到零度結冰是我們都知道的常識,但是科學家們曾經做過一個奇葩的實驗,就是把水加熱到105度的時候,發現水竟然又結成了冰,這是怎麼回事呢?


其實常態之下水是不可能出現這樣的情況的,一個大氣壓下水達到100攝氏度就會轉變成水蒸氣,何況是105℃呢?所以水在105℃結冰的現象肯定是在特殊條件下出現的。這個奇葩的實驗是麻省理工學院幾位科學家在預測碳納米管會排斥水分子的猜想之下做成的,他們弄了一些非常細的碳納米管,這些碳納米管僅有幾個水分子大,他們先往這些碳納米管裡放水,然後將這些碳納米管加熱,與他們預期的結果不同的是,當測試到溫度在100℃以上時,水居然變成了冰!真是讓人非常吃驚。

在這次試驗中,由於很難去確定水固化時的溫度,所以在實驗中105℃被默認為最小值,其實在溫度高達150℃以上時,水還是有可能結成冰!

那麼究竟是什麼原因使得水在100℃以上也能結冰呢?其實這是由於碳納米管的過小的直徑導致的,因為溫度的升高,導致了水分子的運動狀態發生了變化,但又由於碳納米管非常的細小,水分子的活動又受到了限制,無法像常態下液態水變成水蒸氣逃逸掉,這種變化促使碳納米管中的水在高溫下結了冰,這也好像正應了我們常說的物極必反這句話。

科學家們通過實驗還發現,直徑不同的碳納米管會使得水的冰點不同,即便它的直徑從1.05納米擴大到1.06納米,水結冰的冰點溫度都會有數十度的差異。同時這也說明水在極其小的空間裡,其冰點及沸點也都會發生變化的。


科普大世界

離開條件看因果,就是耍流氓。

我們很多人看問題,喜歡只看因果,卻不去考慮條件,也就是我們所說的緣,實際我們看問題,要考慮三個因素:因緣果才對。

水在105攝氏度能否結冰,從常理講不可能,因為這都是常理狀態,這個是前提,我們都知道,水在常態下只能到100度,但不排除特殊情況,比如什麼納米技術,什麼高壓狀態,什麼特殊的水等等。

與此類似的案例還有,石墨在一定壓力下,可以變成金剛石,吊個書袋,1938年學者羅西尼通過熱力學計算,奠定了合成金剛石的理論基礎,算出要使石墨變成金剛石,至少要在15000個大氣壓、攝氏1500度的高溫條件下才可以,到50-60年代建成了能達到上述條件的儀器裝置。石墨在5-6萬大氣壓及攝氏1000至2000度高溫下,再用金屬鐵、鈷、鎳等做催化劑,可使石墨轉變成金剛石。

同樣道理,還有一個人的成功,比如網上比較多的成功學雞湯,就拿比爾蓋茨為例:比爾·蓋茨曾是世界首富,13歲接觸了互聯網,15歲就能開發軟件。這些包裝出來的的故事我們聽了太多太多。 其實比爾蓋茨老媽是IBM董事。比爾蓋茨能跟IBM搭上關係也不是普通人能做到的。(網絡)

我們很多人看問題願意看因果,要我說,離開緣,水不可能高溫下變成冰,石墨不可能變成金剛石,比爾蓋茨就跟你我一樣的普通人,改變他們的是條件,是在一定條件下,發生的變化,這是需要我們注意的。


韓東言

當我看到這個問題的時候,先是一蒙,然後對自己的學識表示深深的懷疑,當年老師交給我的是錯的?還是我眼花了,看的題目是錯的?直到我審題三遍以後,都在疑惑題主說的會是真的嗎?


首先:水在高溫高壓下沸點確實會升高,壓力越大沸點會越高,但你說達到105℃的時候會結冰,我想先問一下,你這冰是涼的還是熱的?在家裡面的高壓鍋裡面的水溫也能達到105℃,但只是看到有大量的水蒸氣噴湧而出,還真沒發現有結冰的現象,我們都知道水的特性,在標準大氣壓下,零度的時候開始結冰,4℃的時候密度最大,化學分子式是H20,沸點是100℃,水有凝華,昇華的現象,水的形態會有:液態,氣態,固態,雪花,霜。這是我對水瞭解的所有知識了,物理老師還真的沒教過我這個知識點,請問你在提出這個問題的時候是見過105℃的時候水結成的冰?還是看的某位專家的文獻?



你可以看看我認證的名稱,特高壓實驗員,在我們實驗室裡有著各種各樣的試驗儀器和設備,介損儀、耐壓儀、拉力機、硬度計、高溫高溼溫控箱、局放儀、顯微鏡、各種各樣的設備應有盡有,做個把水加熱到105℃觀察的試驗絕對不是難事,您能來給我表演驗證一下您的觀點麼?看到被推薦到首頁的什麼“天眷的寵兒”誇誇其談還說發現了水在高溫105℃下居然結成了冰,你在哪看到的?


可能你們不知道,試驗是檢驗真理的唯一標準,每一個試驗人員都要抱著一顆超嚴禁的心態去做每一件事情,稍稍有一個疏忽,可能得到的結果就完全不同!我不知道你這個觀點是哪裡得來的,我只希望你能來我們實驗室驗證你的問題!如果是沒有驗證的話,發此類問題還是謹慎一些的好,會讓我懷疑我自己的學識,會讓我懷疑自己的認知,更會懷疑自己的人生!



所以我的結論是:在105℃的情況下水是不可能結冰的,甚至都不是液態的了!更別談什麼固態冰了!我可以不上首頁,但請把首頁那個有錯誤結論的請下來!


小小孫說

水在105攝氏度會結冰,是真是假,我不敢想當然的回答,真與否。這是有嚴格的實驗條件約束,才可能產生的有別於常理的反常物理現象。

金屬氫,大家聽說過沒有?!據說前陣子美國人在極其苛刻的條件製備了全地球人類唯一的一塊金屬氫(在大陽深處這玩意全是,跟地球上泥土一樣)。

扯遠了,呵呵,題目說,水的反物理現象還有啊些?

我記得十五六歲,初中階段,看到《我們愛科學》畫報(雜誌,相當不錯,後給我兒子在七八年級也訂閱一份)上介紹過一則水有違常理的不可思議的物理現象,與諸君共分享。

這則事例不但顛覆了我對非洲(貧窮?)的認知,也對水感到當刮目相看!

故事的起源地是上世紀六七十年代的非洲某個國家,某所中學,在當天物理課上做水的凝固(結冰)實驗。同學們把冷水倒入容器放進冰箱做水的凝固實驗。(你沒看錯,非洲學校當時有冰箱!)。

一名同學好像遲到了,就稀裡糊塗地將杯熱水也放入那冰箱做凝結實驗。呵呵,不可思議的反物理認知的事實來了!!!在同學們的觀察中,熱水居然先結冰!先結冰!!先結冰!!!重要的事實說三篇。這是個重大的科學發現!

這位同學後來寫信給該國著名的物理學家,該物理學家不可置否,親測親為,也觀測到了這大跌眼鏡的事實。

然後,然後,在地球上的物理學家在各實驗重複此實驗,有的能重複到此怪誕的實驗,有的不能觀測到此現象。

現在此實驗現象以此孩子的大名命名。

有位偉人說過,"發現問題,比解決問題更重要"!


紅梅快樂

物質的熔沸點與壓強有關。化學裡面用相圖來表示不同壓強下物質的狀態和熔沸點。根據水的相圖,水在高於0攝氏度時不能結冰。



但如果改變外界條件,如改變水所處的材料表面特性,施加特定的電流,水的熔沸點會改變,產生“熱冰”。


Maximi_多啦夢

按常理是不會的!學過物理的都知道,在標準大氣壓下,水的凝固點是0℃,沸點是100攝氏度,也就是說在正常情況下,0攝氏度以下,水是以固體也就是冰的形式存在的,0攝氏度到100攝氏度,水是液態,100攝氏度以上,水以氣體也就是水蒸氣的形式存在。所以105攝氏度的時候,水是氣態的水蒸氣,是不可能結冰的!類似的反常現象據我所知是沒有的,但與水有關的反常現象倒是有一個,那就是水的密度在4攝氏度的時候最大,為1克每立方厘米,4攝氏度以下,水的密度越接近0攝氏度越小,結冰以後,冰的密度只有0.9克每立方厘米。高於4攝氏度,水的密度也是越來越小!這個反常有何意義呢?它保證了生命的延續!水是生命之源,最早的生命就誕生於海洋之中,正常情況下,液態的物體變成固體後,密度變大,而水不是!試想,水結冰以後如果密度變大,那麼產生的冰就會沉入水底,那麼到了寒冷的冬天,海洋將全部結冰,海洋生物將面臨滅頂之災!而實際情況呢?水結冰以後,由於冰的密度比水的小,冰將浮在水面上,這就保證了海洋只是表面結冰,冰面以下仍然是流動的水,甚至到了深海,海水的溫度可以維持在4攝氏度左右,這樣即使到了冬天,海水也不會全部結冰,生命仍然可以存在。


海闊天空71033349

水在不同溫度下所顯示的形態並不相同。在海拔為零的條件下,當溫度在100攝氏度以上時,水會從液態變成氣態,當溫度低於0攝氏度時,它便會從液態轉變為固態,也就是結冰。

這一規律至今彷彿成為了人們心目中的權威,但在目前一個包容與創新的新時代,敢於挑戰權威的科學家們又重現瞭如同當年伽利略“兩個鐵球同時著地”實驗,用實驗告訴我們他們驚訝地發現:當溫度達到105℃時,水在碳納米管裡並沒有變成水蒸氣,而是結成了冰。

實驗情況是這樣的:麻省理工學院幾位科學家在預測碳納米管會排斥水分子的前提下,往僅有幾個水分子大的碳納米管裡放水,與預期的結果不同的是,當測試到比100℃的溫度高一點時,水居然變成了冰!不過由於很難去確定水固化時的溫度,所以在實驗中105℃被默認為最小值,不僅如此,在溫度高達151℃條件下,水還有可能結冰!

究竟是什麼原因使得水在100℃以上結冰?科學家解釋,這是由碳納米管的直徑直接導致的。直徑不同的碳納米管會使得水的冰點不同,即便它的直徑從1.05納米擴大到1.06納米,水的冰點都會有數十度的差異。這也就可以進一步推論到:水在極其小的空間裡,其冰點及沸點可以降低10℃左右。

這一發現在另不少人吃驚的同時也給了相關研究人員不少啟迪,根據它在室溫下有著穩定的電熱性能,他們認為可用它開發一種取代電線的“水線”,其導電性應該比現有材料要更具優勢。

不過這仍要進一步斟酌與研究,因為科學家對它的研究還不太成熟,怎樣才能更好地利用它仍然是個需要突破的難題。


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