02.19 水可以被壓縮嗎?強行壓縮會發生什麼?

理論上來講萬物都可以被壓縮,因為物體都是由微觀粒子構成,主要是分子和原子,如果再繼續細分還可以分成中子、質子、電子,甚至還可以分成多種類型的夸克。


水可以被壓縮嗎?強行壓縮會發生什麼?

但是在日常生活中給我們的感受是:水沒有辦法進行壓縮,因此在液壓系統中才可以進行精準的控制和傳遞壓強。當然了液壓系統中並不用水作為介質,因為水的粘度太小,容易洩漏不好密封,主要用的還是液壓油。雖然在實際的應用中可以這樣理解“水不可以被壓縮”,同時這也並不影響使用,主要還是因為一般條件下水被壓縮形變完全可以忽略不計的。


水可以被壓縮嗎?強行壓縮會發生什麼?

馬裡亞納海溝被認為是地球上最深的海溝,深度可以超過11000米,我們知道深度每下降10米,就會增加一個大氣壓強,而馬裡亞納海溝底部的大氣壓強可以達到1099個標準大氣壓。在這樣極端的環境下,水的密度發生了變化,增加了大約5%左右,還是常規的狀態,但足可以說明水是可以被壓縮的。如果繼續增壓,那麼大約達到6100大氣壓強的時候,水會被壓縮成高密度冰變成固體,如果地球上存在六千萬米深的海溝,那麼在它的底部就可能形成高密度冰,當然溫度低也是一方面影響。


水可以被壓縮嗎?強行壓縮會發生什麼?

水的基本構成是水分子,一個氧原子和兩個氫原子構成一個水分子,如果壓力可以達到一百萬個大氣壓(100Gpa),那麼分子就會被破壞,氫氧離子密集的堆積到一起,形成晶格。水的這種狀態又被稱為超離子態水冰,具備了金屬感的導電性質,可以把這種狀態理解成“金屬冰”,水的這種狀態都是經過試驗驗證過的。木星是一顆氣態巨行星,但是隨著內壓的不同,木星呈現出分層的結構,最外層是氣體隨既是液態氫,最內部就是金屬氫。


水可以被壓縮嗎?強行壓縮會發生什麼?

我們都知道恆星發生核聚變,就是因為內核處極度高溫、高壓的環境,氫核碰撞發生聚變形成氦核,如果是超大質量恆星演化到生命後期發生超新星爆炸就會形成黑洞或者中子星。黑洞目前難以理解內部的物質狀態,但是中子星很好理解,就是因為電子被擠壓進原子核內和質子結合形成中子,最後中子星的密度幾乎就是原子核的密度了。如果換成黑洞,那內部的物質就更難理解了,密度就是我們無法理解的“大”,已經不是常規物質了。


水可以被壓縮嗎?強行壓縮會發生什麼?

因此說世界萬物都可以被壓縮,就看外部的壓力有多大,那麼什麼是不可以被壓縮的哪?理想的剛體,完全不會有形變的發生。水看起來亦剛亦柔,但還是可以被壓縮的。


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