大家都知道,水是不可壓縮物質,那麼強行壓縮水會出現什麼事?怎麼做到?

午時無客


海水大家都知道,但其是深海的水和淺海的水,密度是不一樣的。深海的水的密度會略高於淺海,就是因為水在一定壓力下,其實也是可以被壓縮的。



學過化學的人都知道,水是有一個氧原子連接兩個氫原子形成的,化學式是H2O,也可以叫做水分子。因為水具有流動性,所以水分子直接是可以相互運動,它們之間是存在一定空隙的。如果所有的水分子都緊密的擠在一起,那麼水分子就無法自由運動,水也就失去了流動性。所以說,水分子之間的空間,其實是可以被壓縮的。只不過水分子和水分子之間接觸的太近的話,是會有斥力產生。所以,需要足夠大的壓力才可以克服斥力,壓縮水分子之間的空隙。這時候水的粘度就會增大。



如果水分子直接已經沒有了空隙,那麼這個時候如果繼續加大壓力,就會導致水分子之間的氧氫鍵變形壓縮。也就是說,水分子中氧原子和氫原子之間由電子雲形成的化學鍵,會被壓縮,電子雲的形狀會發生改變。這個時候,水的體積會進一步縮小。如果已經達到了電子雲形變的最大程度,還繼續加大壓力的話,就會發生電子簡併,即氧和氫原子的電子軌道會被“壓碎”,從而共享整個外層電子。這樣,就像是一個電子海洋中漂浮這氧核和氫核一樣。如果壓力再大點,那麼電子都會被壓入原子核,最終變成中子星。中子星在被壓縮,就是黑洞了。




當然了,以上所說的壓力是非常巨大的,是天文級別的,絕對不是我們人類能夠掌控的壓力。


科學探秘頻道


大實話:水當然是可以被壓縮的,水被壓縮後體積會變小,密度會增加。

首先要糾正一下這個說法,那就是水是可以被壓縮的,並且這個實驗大家也都可以做,水被壓縮後和其他東西被壓縮後的情況差不多,就是體積變小,密度增加。


這個實驗要做的話其實也簡單,比如說你拿一個注射器,把注射器抽滿水,然後把裡面的空氣排出去,排出去之後,針管裡面基本上就是充滿了水,這時候,可以用膠把針管的排水口封嚴,然後我們再用力去壓,這時候你會發現,我們還是可以稍微往下壓得動的,雖然我們的下壓的力度達不到可以觀察到水的形態發生變化的程度,但是,這也證明了水是可以被壓縮的。只要壓力合適,並且容器合適,那麼水就可以被繼續壓縮。

但是,我們的生活經驗展示出來的好像是水是不能被壓縮的,這主要就是因為地球上不具備這樣壓縮水的自然環境,因為水分子之間的間距已經是非常小的了,而因為分子間的斥力非常大,所以我們觀察到的就是就很難壓縮,而一般來講,當受到200大氣壓時,水的體積就可以縮小1%。

這種錯覺其實也很正常,比如說我們在沒有學習物理的時候,應該大多數人都是人為重的東西要比輕的東西墜落更快,但是,我們現在都知道,其實我們所觀察到的重的東西下降更快是因為受到的空氣阻力遠低於其所受到的重力,而輕的東西下降慢,則主要是因為其受到的空氣阻力跟重力接近。但是,本質上來說,在真空狀態下,輕的東西和重的東西在同一高度做自由落體運動時,下降的速度是一樣的。

所以,還是希望大家不要以我們通常看到的表像就對一件事下論斷,這是缺乏科學精神的表現,只有我們在普通現象中可以發現其背後的本質原因才會更加有利於我們的生存和發展。

有理有據,實話實說,關注:大實話。讓我們一起用理性的視角看世界。


大實話


先直接給出答案,水並不特殊,它是可以被壓縮的。

宇宙中大多數的物質都可以壓縮

如果非要問宇宙中是不是存在不可壓縮的東西,我能想到的第一個東西是:黑洞。當然了,黑洞還能不能壓縮,客觀地說,我們還不得而知。畢竟,對於黑洞內部的情況,我們是知之甚少,我們甚至沒有能力去判斷我們的理論是不是對的。

除了黑洞之外,不能再被繼續壓縮的想必就是基本粒子,比如:夸克,電子之類。而我們也知道水是由水分子組成的,水分子又是由氫原子和氧原子構成的,原子又是由電子和原子核構成的,原子核內有質子和中子,它們又都是夸克構成的。

至於電子和夸克再往下還可不可再分,至少依據目前的理論來說,是不可再分的。也就是說,物質最極致和粗暴的排列方式就應該是能把夸克和電子整整齊齊不留縫隙地拍排列。當然,這種情況,我們還沒有見過。可我們見過原子核級別的天體,那就是中子星。

中子星就是電子被壓到了原子核當中,中子排排列(其實中子星表面還是有電子的),不過中子星內還是有縫隙的,但它的密度已經是極其高了。一勺子中子星就得上億噸。而中子星實際上就是被引力壓出來的。

水的結構

那水能如何壓縮呢?

我們都知道,水是由分子構成的,而水分子並不是整整齊齊壓縮在一起排列的。它們其實是十分躁動的,活蹦亂跳的。所以,這就需要有空間可以折騰,所以水分子之間是有縫隙的。

如何壓縮?

而水分子之間的縫隙不同,就會有不同的相態。如果從宏觀上看,這和壓強、溫度有關。條件的不同,就會有氣態,液態和固態等相態。而究其本質,實際上是分子之間的距離導致的。比如:水蒸氣的分子間距離就會大一些,而液態水和固態水的分子間距離就會小一些。

所以,我們首先是可以通過加壓,降溫的方式,來使得水分子之間的距離變小,這其實並不難。所以,從這裡,我們就可以得出結論,水從分子層面是可以被壓縮的。

不僅如此,如果我們不考慮技術問題,那我們還可以從原子層面對水進行壓縮。實際上,原子幾乎都是空的,99%的區域都是“空”的,而原子核和電子只佔了很小很小的一點空間。如果我們把原子比喻成足球場那麼大的話,那原子核恐怕也就只有一隻螞蟻那麼大。

也就是說,原子內部還有大片的空間可以用來壓縮。需要克服的其實是電子的簡併壓力。這種電子的簡併壓力來自於泡利不相容原理。這個原理你可以大致理解成,電子可以按照一定規則進行排列,這種規則產生一種抵抗外界壓力的量子效應。

所以,如果能夠克服電子的簡併壓力,實際上也是可以做到把水進一步進行壓縮。在宇宙中,中子星依靠的就是自身的引力來打敗電子簡併壓力,成功地把電子壓到原子核內。這個質量大概要1.44倍以上的太陽質量,也被稱為錢德拉塞卡極限。

在不考慮技術的情況下,如果我們能夠把水中原子內的電子壓入到原子核內,那將會得到一個密度極其大的物質,為什麼這裡不說水了呢?因為大部分的電子進入原子核後,會和質子發生反應變成中子。所以,這個水在被壓縮後就已經不是水了,而是極其微小的中子星。如果,我們還能進一步地進行壓縮,那有可能得到微小的夸克星,當然我在強調一下,這是不考慮技術的理想狀態下。

因此,我們可以下結論說,水是可以被壓縮的,可以壓縮的是水分子之間的距離,用常規手段就能實現。而如果不考慮技術問題的理想狀態下,水可以進一步壓縮其中的原子內的空間,把水壓成微型中子星的狀態,甚至是夸克星的狀態。


鍾銘聊科學


水是可以壓縮的,水砂知道麼?一粒三克重的水砂經過加熱可以變成三十克的水,你用手抓一把水砂就可以加熱一瓶礦泉水的水量,在2050年的時候已經廣泛用於軍事了。士兵們將水砂裝進袋子裡面,需要的時候再用特殊的容器加熱成水使用,攜帶非常方便!而且如果加熱儀器損壞可以直接將水砂吞進肚子裡補充水分或者含在嘴裡使其自然融化以解除乾渴,使用起來也很簡單,所以很快就獲得了軍方的青睞,成為了士兵們的常備之物。不過由於水砂製作的成本較高且對於普通人來說並不是特別需要所以並沒有在民間普及開來。


起名實在太難qwq


水是流體,所有流體都是可以被壓縮的,就看你用多大的能量去壓了,壓縮的程度是不同的。水無非就是諸多的水分子聚集在一起的流體,水分子、原子存在間距,普通的壓縮就是將這些間距變得更小。

讓我們大膽的想象一下不普通的壓縮。你可以將原子的外層電子壓縮的靠近原子核,繼續靠近原子核,直至壓進原子核內部與質子中和形成中子,這樣原子核都是由中子組成了,現在你猜那水是什麼物質了,是中子簡併物質,也就是類似中子星上的物質。

當然了,還是那句話,只要你的能量足夠大,繼續壓縮依然是可以的,巨大的壓力會使中子也無法保持自身結構,碾碎成夸克,繼而形成以夸克為組成的假設中的類似夸克星上的物質。

還可以壓嗎?

可以,直至可以全部壓進理論上奇點中。

具體怎麼做到?

很可惜,目前沒有辦法做到,上述說的都是宇宙中密度極高的天體,它們的形成都是宇宙的偉力,而以人類目前這點科技實力,是辦不到流體的水的壓縮的,或者說壓縮的程度很小。

對此你們有什麼看法呢?歡迎在下方留言探討。我是科幻船塢,感謝大家的閱讀與關注


科學船塢


實際上,水是可以被壓縮的,不過由於水本來就是液體,所以壓縮水不能跟壓縮氣體相比,想要將水壓縮是很困難的。


我們都知道,水的密度跟溫度有關,大概在4攝氏度的時候,水的密度達到最大,一旦溫度高於或者低於這個溫度,水的密度都會相應減小。但是水和氣體、固體一樣,都是存在壓縮的空間的,雖然水分子之間的距離已經很小了,小到只有4×10^-10米,這個距離已經是非常小了,所以壓縮的空間是很有限的。在常規的壓力之下,水是幾乎無法被壓縮的,但是如果在壓強很大的情況下,水的密度會明顯提高,這也就意味著水被壓縮了。

自然界中的物質有三種存在形式,分別是固態、液態和氣態,以水為例的話,水可以是以上三種形態中的任意一種,只要水的溫度以及壓強變化它就可以在這三種物質狀態之間轉化。我們知道木星是一個氣態星球,實際上木星主要由氫元素和氦元素組成,木星的大氣中含有非常多的氫氣,但是木星不可能是完完全全的一個氣態星球,越接近木星的核心,物質的密度就越大,物質也就經歷了由氣態轉為液態進而轉為固態的轉化歷程。


在距離表面至少5000公里的深處,液態氫就形成了,在這個地方,壓強已經是40億帕了,而進一步,在靠近木星的石質核心的地方,氫的存在形式又發生了改變,它已經不是液態氫了,而是密度更大的金屬氫,也可以說是一種固體,而為了讓氫氣變成金屬氫,這裡的壓強為200GPa。所以說啊,對於水而言,只有當壓強非常大的時候,它才會被明顯壓縮,密度也才會顯著提高。比如說當壓強達到了100萬個大氣壓的時候,它的密度可以提高數倍。

就水這種液體而言,組成它的原子和分子已經相當於是直接接觸了,而藉助於原子外層電子之間的斥力,這些原子是很難靠在一起的。但是想要把原子核緊緊靠在一起,那也不是沒有可能,比如白矮星就是這樣的,原子核都被壓縮得緊緊靠近了,而中子星則更進一步,直接將電子也給壓進了原子核,進而電子和質子結合形成中子,中子星的密度進一步增大,而在進一步壓縮的話,那就是黑洞了。簡單來說,如果壓強足夠大,水也是可以被壓縮成白矮星、中子星乃至是黑洞的,不過這麼大的壓強,恐怕不是人力可以為的。


鏡像宇宙


實名反對下面用戶名為“頑石補天”用戶的回答。

注:本回答摘抄自微信公眾號“中科院物理所”文章《為什麼彩虹是彎的而不是直的? | No.164》,原文鏈接在文末。

先說結論:液態水可以被壓縮。

我們先來看一下水的相圖(注意縱座標是對數),從相圖中可以看出如果想讓常溫下的水變成固態,需要大約1GPa的壓強,那麼我們就可以算一下大概要多深的水才能產生這麼大的壓力。

假設水的密度是1000 kg/m3,g取10N/kg,那麼根據液體中壓強的計算公式,p=ρgh,可以知道需要10^5 m 深的水才行,也就是需要十萬米深的水。地球最深處的馬裡亞納海溝也就才1.1萬米左右,遠遠不夠,將液態水壓成固態,需要將近9個馬裡亞納海溝才行。

要注意的是,上面僅僅是估算,實際上不需要那麼深的水。因為水的密度其實是會隨著壓強增大而增大,簡單的說就是水被壓縮了。

我們平時說水不可壓縮只是在一些溫和的條件下,如果極端條件下是可以被壓縮的,只不過目前人類無法對液態水進行壓縮。

注:原文鏈接https://mp.weixin.qq.com/s/mm6AN9l3Q8oiEIQKn6s9pg


MySunshine75387675


看了好多回答,針對這個問題我只想弱弱的說一下,黑洞就是最好的答案。沒有什麼是不能壓縮的,說物質不可壓縮是認知還停留在分子階段,比如金屬由原子組成,如果原子密排大家就覺得不能再壓縮了。那實際呢?原子由原子核跟核外電子組成,並非理解中的實體,原子核就那麼小,電子更小。如果把一個原子類比成太陽系的話原子核是太陽,各行星是核外電子,而其他地方是真空。原子核的再分就不做更多說明,只是為了讓大家理解


蟲下扌止O


這個問題,只能說壓力不夠大。在極強的壓力下,沒有什麼東西不能被壓縮的。

水,在人類現有的能力情況下,的確很難把水壓縮的更小。假設現在用上億噸的壓力來壓極度密封容器裡的水,水沒有被壓縮的話,那麼再加到萬億噸,億億噸,上百萬億億噸呢?沒試過對吧,試過了再來問吧。


乙丙丁6


所謂水是不可壓縮的,絕對錯誤。經典名著中記載過水被壓縮的事件許多人都看過,只是沒往心裡去!

想當年唐僧師徒被紅孩兒所困,孫悟空向觀世音求救,觀音菩薩就用她的玉淨瓶裝了幾個海洋的水!一個瓶子裝了幾個海的水啊!不壓縮,不是超級神級壓縮怎麼能裝下?

還有龍王行雲布雨,不壓縮就那身子能帶幾斤水?

如果諸位不服,還有《飲中八仙》中所記錄,喝酒跟鯨魚吸水一般,古代酒中水比例比現在大多了,就人的小身板哪能跟鯨魚比,連鯨魚舌頭大也沒有啊,喝下跟鯨魚吸水似的酒量,也只能壓縮啦!

至於怎麼壓縮,估計要施法念咒弄神通,觀音菩薩唸的是佛祖傳的唵嘛呢叭咪吽,龍王念道祖傳的太上老君急急如律令之類,飲中八仙之類的酒鬼可能是寫幅狂草,畫幅畫,飲首詩,彈個琴,訪個友,尋仙人採仙草煉仙丹……


分享到:


相關文章: