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过冷水,滴水成冰的秘密陶谦的鬼怪纪念册

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发表于 2020-9-19 18:09 | 显示全部楼层 |阅读模式
水冷到肯定水平就会变成冰。但现在假如告诉你,你知道的这个最显着的物理征象是不正确的,水可以变得越来越冷。


在得当的条件下,这是可以发生的,而这时的水被称为“过冷水”。这种纵然在冰点以下仍保持液态的水,现实上是两种液体的肴杂物。近来发表在《科学》杂志上的一项研究观察了这种不寻常情况的性子,并表明,纵然是地球上最常见的物质,也有许多东西必要相识。
水本身有许多希奇的特性。在已往的25年里,清静洋西北国家实行室的格雷格·基梅尔和物理学家布鲁斯·凯一起研究这种最常见的物质。他们之以是对水感爱好,不光是由于水是人们熟悉的和拥有广泛的用途,还由于作为一种液体,它比大多数别的液体都要陌生。


水有许多希奇的性子。好比当水结冰时,它现实上会膨胀,可以让冰块流落起来。“由于冰是流落的,地球上的演化过程是差别寻常的。”布鲁斯·凯说。
但是,水转化成冰并非仅仅由于低温。当没有籽晶或核使水分子开始形成晶体布局时,水的物质情势将不会改变。为了防止形成核,水必须不含任何杂质和运动。
科学家们都很熟悉过冷水。制作过冷水可以为孩子们做一个很棒的科学实行,由于一个突然的震动可以突然为分子提供一个凝结的核,并提供一个非常酷的、快速的视觉效果。


但是,在布局层面上另有许多谜团。 “过冷温度下的液态水不光相对稳固,而且以两种布局情势存在。这些发现表明白一个长期存在的争论,那就是过冷的水是否总是在平衡之前就结晶了。答案是否定的。”基梅尔在一个消息声明中说。
“平衡”的意思是分子“可以呆在那里并像水冻结之前的水分子一样”,基梅尔表明说,在极冷的温度下,水会冻冰。
“在那么冷的条件下,大概只需100万分之一秒就会让水结冰。但是对于水分子来说,这充足它们说,我已经得到了想要的布局。我不会改变。””
基梅尔、凯与博士后洛尼·柯灵格和怀亚特·桑利互助,利用红外光谱,即红外辐射与物质的相互作用,观察当激光射向一块制冰的液态水时,水分子将怎样反应。制作过冷水的过程只有几纳秒。凯把这个起停的过程比作一部“粘土影戏”。
他们举行了频频这种激光试验,来证明全部的布局厘革是可逆的和可重复的。


过冷水有许多潜伏的用途。科学家已经提出,它的快速冻结过程可以用来探测暗物质。而在研究气候方面,过冷水也起偏紧张作用,由于温度与云的形成和大气中过冷水的结晶有关。
基梅尔指出,只管在某些条件下极冷的水在毫秒内发生厘革大概是“深奥的”,但思量到水对人类的紧张性,这值得进一步研究。
这也会影响我们的正常生存,好比就像基梅尔所说:“假如冰不流落,那么冬天的湖泊和河道将从下而上结冰,我们现在冬季垂钓方式就不会出现了。”

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