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水能被壓縮嗎？

相信很多朋友都是老司機了，車輛進水後千萬不要點火發動，因為氣缸內可能會進水，曲軸會通過連桿推動活塞壓縮進入氣缸內的水，但水是不可壓縮的，因此氣缸、活塞、連桿和曲軸肯定有一個會損壞，一般是連桿居多！

連桿斷裂，敲破缸體，輕則發動機大修，重則報廢！這就是試圖壓縮水的後果，但世界萬物都不是那麼絕對，如果施加以無窮大的壓力，從理論層面上來看水是否真的可以被壓縮？

從水分子結構層面上來看，水的可壓縮程度

空氣是我們最常見的可壓縮物質，比如空壓機就是幹這個用的，當然我們還能看到二氧化碳氣罐，也能看到氧氣罐甚至煤氣罐，空氣能被壓縮是因為分子間隙非常大，比如氧氣在室溫下分子間距大約為3納米，而氧分子的直徑大約為0.3納米，從理論上來看，如果將氧氣壓縮到分子挨個排列的話，大約可以壓縮1000倍，也就是1000個大氣壓，當然這個基本不太可能，一般的氧氣瓶大氣壓也就150個左右！

跟氣體相比，液體和固體的分子間距就小多了，但並不是說沒有，它仍然具有一定的間隙。

相對而言固體分子的間隙比液體分子之間的間距要小一些，但對於我們一般的壓縮而言，液體和固體都是不屬於可壓縮的物質，但由於液體的流動性，因此我們會用液體中的水或者油類用作傳遞力的介質，比如萬噸水壓機或者油壓機。

水有一種奇怪的特性，即溫度高和溫度低水的體積都會膨脹，只有在3.98℃時的體積是最小的！這是水分子的氫鍵在其作用，結冰後分子之間的連接會形成規則的六邊形結構，因此體積反而會變大！而水分子之間的連接不能形成共價化學鍵，因此水分子的分子間距會遠大於水分子原子間化學鍵的距離，這個距離我們在分子級別上壓縮水的機會！

但我們一般意義上的壓縮都不會大幅減小水的體積，因為這需要極大的壓力，比如在100MPa的壓力下水的體積才會減少4%，也就是1000個大氣壓左右，比如在馬裡亞納海溝底部的壓力大約就是1100個大氣壓，因此在這個深度的水密度要比海平面上的海水大約要高4%左右！

從原子的角度來看看水的可壓縮程度

不存在水原子，因為到了原子這個層面，水分子式H2O都會被解離，事實上也很簡單，因為壓縮會伴隨著超高溫出現，當溫度升高到2000-3000℃時，這個能量超過了水分子結合的鍵能，因此水被解離成了氫和氧！

有朋友認為繼續壓縮，氫原子的電子會被壓入原子核與與質子中和成中子，其實這個結果最終確實會發生，但事實上會先經歷另一個過程，因為繼續壓縮下的超高溫會導致氫原子的電子會遊離，而原子核靠的比較近，形成一種金屬氫的怪異物質，因為存在自由電子，它是會導電的！

假如壓力繼續增大，原子核靠的更近，假如這種氫是輕水，即解離後是H2（氕），那麼在伽莫夫因子條件下，它們將在一定概率下穿越庫侖斥力壁壘結合在一起，這就是氕的質子鏈反應第一步！

1H+1H→2D+e(+)+v，ΔE=1.442MeV，Q(v)=0.265MeV ；

上述就是氕氕的聚變反應！

如果這種水中含有重水，那麼解離後的氫原子就是D2，也就是氘，請勿小看這個氘，因為它的存在會讓聚變的條件更容易發生！而且產生的能量會更大！

2D+1H→3He+γ，ΔE=5.494MeV；

氘有一箇中子和一個質子，它與氧結合會形成重水，在自然界中的比例小於萬分之二！

如果繼續施壓這些物質會繼續反應，氦三結合會形成氦四，而氦四後的反應順序則為：

氦-4 → 鈹-8 → 碳-12 → 氧-16 → 氖-20 → 鎂-24 → 硅–28 → 硫–32 → 氬–36 → 鈣–40 → 鈦–44 → 鉻–48 → 鐵–52 → 鎳–56

只要無限施加壓力，這就是物質轉變的過程，最終這個無限壓縮的水將會變成鐵，因為鎳-56會衰變回鐵，鐵以後再無限壓縮，那麼它將進入另一個階段！

從原子核層面看壓縮

到了鐵之後的壓縮就像超新星爆發的恆星鐵核坍縮一樣，唯一不同的是這是壓縮而不是超新星爆發，但坍縮過程幾乎一樣。繼續壓縮出現的變化：

電子會被壓縮到原子核周圍，形成電子簡併態物質

這是電子簡併力提供的一種支撐力，它並不屬於四大作用力，而是費米子不能處於同一個能級，它會阻止繼續壓縮而成為電子兼併態物質。

電子會被壓入原子核，與質子中和成中子，形成中子簡併態物質。

繼續施壓會形成夸克簡併態，直至夸克簡併態也也無法支撐最終坍縮成沒有直徑的黑洞

以上是對水無限施壓的一系列後果，這個過程從水開始，會歷經各種元素到鐵，然後成為電子簡併態物質，中子簡併態，夸克簡併態最終成為黑洞，可能宇宙中每天都在發生這樣的過程，但地球上是不可能達到這個條件的，因此我們只能從科學角度上做個分析！

星辰大海路上的種花家

其實可以，不過需要特定情況，而且效果不明顯。

H2O的分子結構非常穩定，而且它是液體狀態的。但是隻是把它放在壓力之下，水將像其他任何東西一樣壓縮。

我網上查到給出的水的體積模量為2.2×10 ^ 9帕斯卡，或約20,000個大氣壓。如果你達到1％的壓力，你會得到大約1％的壓縮率。

如果我們想要200個大氣壓（將水壓縮 1％），我們需要大約2000米的水。例如海洋裡有很多地方是深溝，如馬裡亞納海溝底部的水被壓縮約5％。

如果你想要壓縮到固態，也是可以，不過這個就不是人類可以做到了。

網上有為學者給出答案：

需要在零攝氏度以上或者室溫下幾乎十倍的壓力下將壓力提高到1GPa，10千巴，150,000磅/平方英寸。你形成一個稱為冰6的結晶相！

看得懂的看吧！

黑喵

答：當然是可以的，不過也存在極限，超過一定壓力後分子結構將被破壞，就不能稱作“水”了。

影響物質形態的，除了壓力之外還有溫度，對於日常可見的宏觀物質，無論處於什麼形態，只要我們對其施加壓力，都是可以把物質進行壓縮的。

因為物質的微觀結構還存在很多間隙，比如分子間的間隙、化學鍵的長度、原子核與核外電子間的間隙等等。

處於液態的水，我們不斷施加壓力，如果根據水的三相圖中藍線趨勢變化，分析會出現如下情景：

（1）液態水分子間的平均距離縮小，水的密度增加，內部壓力急劇上升；

（2）由於壓縮對水做功，所以水的溫度會升高，這時我們使用外部設備對其降溫，並在100個大氣壓處（100kpa，0℃），使液態水凝固成冰；

（3）繼續增加壓力至3445個大氣壓，同時溫度降低至-100℃，固態冰的水分子空間結構發生變化，形成高壓冰，分子間距繼續縮小；

（4）繼續增加壓力至6200倍、2.1億倍和62億倍大氣壓，高壓冰到達六方晶系，水分子間隙越來越小，密度繼續增加；此時，水分子結構能承受的壓力，即將到達極限；

（5）繼續增加壓力，水分子將被“壓碎”，氫原子和氧原子變成遊離態，核外電子也將逃離成為自由電子；

（6）無限增加壓力，原子結構被破壞，最後只剩基本粒子，甚至被壓縮成奇點體積無限小的黑洞。

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艾伯史密斯

用注射器吸取一部分水，封住封口後去壓縮裡面的水，很難察覺出裡面水的體積會有變化。任何物體其實都可以被壓縮，水也不例外，日常生活中沒有察覺出水被壓縮是因為施加的壓力還不夠大，不能被人明顯的察覺出變化。如果將100升的水放到了太平洋馬裡亞納海溝11000米的深處，水的體積會被壓縮到大約96升。

把一滴墨水滴到一杯水中，墨水會很快擴散到整杯水中。能夠擴散到水中，說明水分子之間存在著空隙。壓縮水時，水分子之間的空隙就會變小。

兩個水分子相互靠近的時候，兩個分子的外層電子間的排斥力就會增強，會阻礙分子的靠近。壓縮水時，這種排斥力會成為阻礙水被壓縮的最主要力量。水被壓縮了，也就意味著水分子中的電子更靠近了原子核。

如果有更強大的壓力去壓縮水，水分子中的電子會被推出原子核，水就會成為白矮星狀態的物質。地球上還沒有這樣大的壓力，太陽內部的壓力可以達到這麼大。這種情況下水就會被壓縮到每立方厘米數噸的質量。

如果壓力進一步增大，還會將水壓縮成中子星那樣的物質，密度可以達到十的8次方噸每立方厘米。

壓力還可以進一步增大，進一步增大壓力時中子星那樣的物質就會被壓縮成沒有體積的黑洞，此時密度達到了無窮大。

對水不斷的壓縮，水會經歷以上的過程。對其他的原子、分子進行壓縮，也會經歷同樣的過程。宇宙中的白矮星、中子星等就是抵擋不了重力的塌縮形成的緻密產物。

刁博

這麼說吧，這個世界就不存在不可壓縮的物體，任何物體都是可壓縮的，只是體積壓縮比不同。

因此，水當然也可以被壓縮。將一定質量的水進行壓縮時，只要壓力足夠大，水的體積也會縮小。如果水不能壓縮，那麼水就不會存在熱脹冷縮現象了。當然水在0~4攝氏度時還會存在反常膨脹。

為什麼水不易壓縮？

水不易壓縮，這取決於水的分子特性。大家可能都知道，當水結冰時，會發生反常膨脹，體積不減反增。

實驗表明水在3.98攝氏度時，密度最大，為1.0x10^3千克每立方米。水從4攝氏度降到0攝氏度時，體積會增大，密度會縮小。水在0℃時，密度為0.99×10³ kg/m3；而冰在0℃時，密度為0.91×10³ kg/m3。冰之所以能夠浮在水面上，就是因為冰的密度比水小。

水分子是極性分子，當水結冰時，水分子就會成為結晶狀態，在這種狀態下水分子間的距離會增大，體積也會增大，這也是為什麼大家說水不可壓縮。水分子之間存在分子斥力（本質上是電磁力），當水分子之間太靠近時，斥力反而會增大，正是水分子之間存在的這種斥力支撐著外界的壓力，導致水不易被壓縮。

實際上，在不改變水的化學結構時，水還是存在一定的壓縮比率的。

要想壓縮水需要極大的壓力。馬裡亞納海溝是地球上最深的地方，深度達11,000米，這裡的海水壓力相當於大約1100個大氣壓，即使在這樣的環境下水仍然是液態的，溫度大約在2攝氏度左右。在這種環境下，水的體積大約被壓縮了4%。

只要壓力足夠大，沒有什麼物體是不能被壓縮的

眾所周知，物質都是由分子、原子構成的。當壓力足夠大，不僅分子結構會被破壞，連原子結構也會被破壞。

科學研究表明，當壓強達到10^28倍大氣壓時，原子的結構會被破壞，核外電子會被壓至原子核內，與核內質子結合形成中子，形成中子態物質。這樣強的壓力也只有在中子星上才存在。處於這種狀態下的物質密度極大，每立方釐釐米質量可達上億噸。

結語

正是因為水擁有不易壓縮的特性，人類才利用它製作水壓機，用來鍛造鋼鐵。

科學探索菌

“水到底能被壓縮嗎？”這個問題看起來好像並不是一個很難回答的問題，但實際上科學家也為此做了很多嘗試。如果是在初高中課堂上，老師在講到液壓系統的時候，大概率時會說：水無法被壓縮。事實真的就是如此嗎？

今天，我就來和你好好聊一聊。

水的結構

我們都知道，水的化學式是：H2O。一個水分子當中包含著兩個氫原子和一個氧原子，具體的構成方式就像下圖這樣。

而水其實就是水分子構成的化合物。我們都知道物質一般有三態：氣態、固態、液態。

構成液態水和固態水的水分子之間存在著氫鍵。因此，我們這裡要搞清楚一個問題，那就是水分子並不是一個緊挨著一個的

液態水、固態水和水蒸氣說白了就是，構成它們的水分子之間間距是不同的。

以上就是水的結構大致情況。那這和“壓縮水”有什麼關係呢？

有空間可以壓縮麼？

• 壓縮水分子的間距

我們都知道，壓縮其實就是讓總體的體積縮小，這是從宏觀的角度來看的。如果從微觀視角來看，那就是分子間距的縮小。由於水分子並不是一個挨著一個的，因此，分子間距是可以被壓縮的，不過，前提是外界的壓力最夠大。

• 壓縮原子的空間

除了分子間的空間可以被壓縮，實際上，原子也是可以被壓縮的。具體來說是這樣的，我們上初高中時，老師常常會給我們展示一副類似於下圖一樣的原子結構圖。

然而，這樣的圖並不準確，原子的原子核其實遠比我們想象中的要小得多，如果我們把原子的大小看成一個足球場那麼大，那原子核大概只有一隻螞蟻那麼大。而電子實際上要遠比原子核還要小，而電子在原子核外也不是做圓周運動的，實際上是呈現一種概率雲的形式。我們不知道任意時刻，電子的具體位置信息，只知道它出現某個位置的概率有多高。

所以，原子的結構圖更類似於下面這樣。

正因為原子核和電子足夠的小，所以，原子看起來更像是空心的，有大量的空間是可以被壓縮的。

所以，對於“水”來說，我們可以壓縮分子的間距，也可以壓縮氫原子和氧原子本身。

壓縮水

根據現有的理論，我們知道如果要壓縮水，至少需要1萬~10萬個大氣壓，大概就是1GPa~10GPa。這確實是一個極其難做到的條件，在日常生活當中是不可能達到這麼大的壓力的，因此，我們才可以毫無顧慮地使用液壓技術。

雖然日常生活中很難，但是在實驗室當中要實現這個壓力也不是不可能的。具體來說就是利用金剛石對頂砧壓水。

在實驗室當中，金剛石頂砧甚至可以做到幾十個GPa，而壓縮水的要求是1GPa~10GPa，所以，這在實驗室當中是完全做得到的。事實上，科學家也確實實現了這個操作，他們通過顯微鏡來觀測實驗，他們發現“壓縮水”的過程當中，水會出現類似於結冰的狀態，如果減小壓力，水就會恢復到原來的狀態。

而利用金剛石頂砧來實現“壓縮水”的本質其實就是通過外界的巨大壓強來破壞水分子之間的氫鍵，壓縮水分子之間的間距。

金屬水

如果還能夠對水繼續加壓，那會如何呢？

如果壓力達到1TPa（10^7個大氣壓），這時，水就會變成金屬態。實驗室確實做不到再增加更大的壓力，不過，在宇宙中確實存在這許多極其高壓的條件。比如：木星。木星的內部就存在這金屬氫。

具體的原理其實是這樣的，木星擁有巨大的壓力，這就使得氫原子的電子擺脫了束縛，開始可以自由移動，也就顯現出來了導電的特性。

中子星&黑洞

上文講的這兩種情況，一個是在分子層面，一個是在原子核外的層面。就如同之前所說的，原子幾乎是空的，因此，理論上還可以繼續往下壓。同樣的，這個壓力在實驗室裡確實做不到，而宇宙當中是存在的。

如果壓力繼續增加，這個時候，電子會出現一種抵抗外界的“力”，這其實是一種量子效應，被我們稱為電子簡併壓。

具體來說是這樣的，在微觀世界當中有個規則叫做泡利不相容原理。這個規則就要求電子在原子核外的排布的狀態是不能一摸一樣的，大家都得好好地排好隊。而外界壓力巨大時，就會迫使電子不好套路來地往最低能量狀態去，但是由於泡利不相容原理的存在，所以，電子就會產生一種抵抗外界的壓力。

當然，如果壓力足夠大，這時候電子就會扛不住，於是，就會被壓入到原子核內，電子和原子核內的質子發生反應，生成中子和中微子。我們都知道，原子序數和質子數有關，質子數如果發生變化，元素種類都會發生改變。所以，這個時候的水就不再是水了，而是中子態，或者我們說是個中子星。

如果壓力還繼續增大，這時候就有可能變成一個黑洞。

不過，要做到這一點只有超大質量恆星的引力才可以，這要求這個恆星的質量至少在太陽質量的8倍以上。

通過上述，我們知道水其實是可以被壓縮的，實驗室裡就可以做到。如果壓力足夠大，甚至可以改變構成水的元素，最終成為一顆中子星或者黑洞。

鍾銘聊科學

水當然可以被壓縮了，理論上所有的物體都可以被壓縮，一顆巨大的恆星都可以被“壓縮”成黑洞，更何況水了。

其實所有的物體都可以被壓縮，只是難易程度不同而已

我們常見的物質有三種狀態，分別是氣態、液態、固態。在這三種狀態中，氣態是最容易壓縮的，其次為液態和固態，物質之所以可以被壓縮，本質是由於構成物質的粒子之間還有大量的空隙，而物質壓縮的難易程度，就和粒子間空隙大小有關，我們知道構成宏觀物質的粒子間存在引力與斥力，其對應關係如下圖。

隨著粒子間距r的減小，粒子間斥力迅速增加，這就表明物質壓縮的難易程度和構成物質的粒子間距離大小有關係。其有如下規律：

a、氣體

氣體粒子間距離較大，粒子處於無規則自由移動狀態，因此氣體最容易壓縮，且沒有固定形狀。

b、液體

構成液體的粒子間距較小，粒子處於自由移動狀態，因此液體也沒有固定形狀，但是由於液體粒子間距離較小，所以相較於氣體來說，液體比較難壓縮。

c、固體

構成固體的粒子間距非常小，通常認為這些粒子在固定的位置上振動，所以固體有固定的幾何形狀，而且是最難壓縮的物質。

隨著科學發展，人類對物質的微觀結構具有了越來越清晰的認識，原子是物質保持化學性質的最小粒子，但是在原子內部依然有大量的“空隙”，整個原子的質量幾乎都集中在原子核上，但是原子核所佔體積極小,其半徑約為原子半徑的十萬分之一，而且即使原子核內部，也是有“空隙”的，所以即使是原子都是可以壓縮的，更不用說由原子構成的宏觀物質了。

之所以認為水不能被壓縮，其實還是壓力太小的緣故

由物質的微觀結構可知，水分子直接也是存在空隙的，這就表明水必然也可以被壓縮，但是水相對於空氣來說，其微觀粒子距離較近，表現出的斥力較大，所以要想克服粒子間的斥力，並進一步把水壓縮，就需要更大的力。

研究表明，如果我們把100L水的表面施加每平方釐米1100千克的壓力時，其總體積就會減小到96升，如果壓力進一步增加，那麼水的體積就會更小，理論上隨著壓力的持續增加，水的體積會越來越小，當水分子直接的距離被壓縮耗盡後，構成水分子的氧原子與氫原子還可以繼續被壓縮，隨著壓力的增加，它們的核外電子會被壓縮進原子核，形成中子態物質，此時這種物質的密度會達到驚人的每立方厘米的質量為8千萬到20億噸之巨，這其實也是原子核的密度，它大約是水密度的一百萬億倍，當然，這種狀態的物質也不能被稱之為水了。

結語

構成水的粒子之間依然存在大量間隙，因此水也是可以壓縮的，但相較於氣體來說，液體粒子間的空隙較小，所以相對於氣體來說，水的壓縮較為困難。

感謝瀏覽，我是漫步的小豆子，科學之旅，並肩前行，歡迎關注。（圖片來源於網絡）

漫步的小豆子

水通常視為是不可壓縮流體,但理論上是可以壓縮的

1、壓縮性是流體的基本屬性

任何流體都是可以壓縮的，只不過可壓縮的程度不同而已。液體的壓縮性都很小，隨著壓強和溫度的變化，液體的密度僅有微小的變化，在大多數情況下，可以忽略壓縮性的影響，認為液體的密度是一個常數。2、水的基本屬性

要想壓縮物體就必須克服物體分子間的分子力。分子力是組成物體的分子間的作用力,它只有當物體分子間的距離小於10的負9次方的時候才存在；因為水的分子之間的距離已經很小了,有10的負10方小,所以很難被壓縮。

3、水通常認為它是不可壓縮的

水也是可以被壓縮的,當受200大氣壓作用時,水體積可以縮小1%左右。由於壓力值很大而水體積縮小得很小,所以一般情況下可以看成水是不可以壓縮的。對水進行壓縮實際操作是很困難的。

4、把水看作是不可壓縮流體，不是絕對的

在實際工程中，要不要考慮流體的壓縮性，要視具體情況而定。例如，研究管道中水擊和水下爆炸時，水的壓強變化較大，而且變化過程非常迅速，這時水的密度變化就不可忽略，即要考慮水的壓縮性，把水當作可壓縮流體來處理。

一個常識就是：深海里的水密度就比常見的水密度大。

油氣話壇

這個問題你要從微觀角度來看待，事實上微觀角度思考有些問題會有意想不到的效果。

水的組成是H2O，也就是兩個個氫原子和一個氧原子共價鍵連接的組成方式，三個原子形成大約104.5度的夾角，在液體水中，有大量的水分子存在，水分子與水分子之間也有氫鍵。但是到此我們就不得不分兩種情況來解釋這個問題帶來的一些問題的思考。

分子之間是存在間隙的，間隙隨著內能的變化而變化，比如我們靠溫度來提高或者降低內能，分子間隙就會變大或者減小，在宏觀角度，水就會蒸發（分子間隙變大），或者結冰（分子間隙減小），大部分容易降溫體積都會減小，至於為什麼冰的體積大於水:因為冰具有四面體的晶體結構.這個四面體是通過氫鍵形成的,是一個敞開式的鬆弛結構,因為五個水分子不能把全部四面體的體積佔完,在冰中氫鍵把這些四面體聯繫起來,成為一個整體.這種通過氫鍵形成的定向有序排列,空間利用率較小,約佔34％、因此冰的密度較小，體積增大。整個過程水分子沒有發生變化，是物理變化。

但是如果我們採用壓縮的方式來減小分子間隙，由於加壓的不均勻或其他多重複雜原因會直接導致氫氧共價鍵破壞，成為新的物質，這是化學變化，更何況現在的加壓手段通常為表面加壓，很難達到題主希望的加壓程度。

新叔的科學日常

當然是可以了，宇宙中不可能被壓縮的物質只有一種，就是在黑洞奇點處的物質。水當然是可以被壓縮的，就要看你能給的壓力有多大。你有多大的能耐，水就能變成你要的模樣。

液態水的構成仍然是水分子，如果在一定的溫度下，壓力增加，那麼水也是會氣態。如果溫度為零度，壓力增加，水也會變成固態。

這是水在壓力變化情況下的三相改變，當然這壓力如果更大，達到千萬級，那就不是三相變化了，而是核反應，這就是核聚變。

如果壓力繼續增加，直接把電子壓到核裡面，變成中子，那麼就是中子星了。宇宙中的中子星就是這麼來的，整個天體都是中子，如果壓力繼續增加，如果質量足夠大，就形成了黑洞。黑洞奇點處的物質，理論上是不可繼續壓縮的，這也是人類物理學的禁區。

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