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我們都知道相同量液態水的變成冰體積會增大,那麼壓縮水會不會變成冰?水被壓縮應該由液態轉換成固態的冰,但是固態的冰體積又會比水大?是不是悖論?
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回覆列表
  • 1 # 村曉剛

    不會變冰,壓力在大,也不會冰凍,再說了,你拿啥東東來壓水,海里面1萬米的水下,一釐米,就有幾噸的力,壓強非常高,也沒見水變成冰啊,要是在封閉的環境裡,把水加溫到2200度以上,倒是可以變冰,水的一種特殊形態,這種冰,叫黑冰

  • 2 # 棲雁林

    壓縮水會升高水的溫度,因此壓縮水不會變成變冰。而冰被壓縮相反會化成水,因為冰在壓縮過程中因溫度升高會逐漸化成水。

  • 3 # 梁瑞林

    首先答覆問題中的問號。至於這麼回答的原因,放在後面。

    壓縮水會不會變成冰?不一定。

    相同量的液體水變成冰,體積會增大?不一定。

    固態冰的體積比水的體積大?不一定。

    是不是悖論?不是悖論。原因在於,

    ①水分子中有兩個氫原子一個氧原子,它們不是對稱排列的,兩個O-H鍵之間的夾角為104.5°,因此水分子具有很強的極性。一個大氣壓下,水從沸點附近的溫度降到4℃附近的過程中,遵循熱脹冷縮規律;到達4℃附近後,一個大氣壓下的水發生相變,也就是具有強烈極性的水分子開始有序排列,而有序排列後的整個水的體積大於無序排列時的體積(這種有序排列體積大於無序排列時體積的現象,在其它物質中出現不多)。因此,在一個大氣壓下(或者在一個大氣壓左右的壓力下),水在4℃附近時的密度最大,體積最小。這就是在前面的回答中,所說的即使固定在一個大氣壓條件下,也不能籠統地講,水究竟是熱脹冷縮,還是熱縮冷漲的原因。

    ②年青人之所以在這個問題上出現困惑,是因為在觀察液態水變成固態冰的體積膨脹時,只考慮了溫度因素,沒有考慮壓力因素;而分析壓縮液態水時,又倒了過來,考慮了壓力因素,沒有考慮溫度因素。

    ③實際上,水的氣態、液態、固態之間存在著一個三相點。參照下面的平面座標圖,圖中的X軸刻度是溫度,單位是攝氏度;Y軸刻度是壓力,單位是帕。三相點的位置位於溫度攝氏0.01℃ 、壓力610Pa。從三相點出發,有三條紅線把水的三態固態冰、液態水、氣態水蒸汽隔開。

    ④對照圖,提問者所說的水的熱脹冷縮異常的現象,出現在壓力為100,000Pa(也就是一個大氣壓)的水平線上。這條線截固態冰與液體水的分界線於0℃,也就是一個大氣壓下水的冰點是0℃;截液體水與氣態水蒸汽分界線於100℃,也就是一個大氣壓下水的沸點是100℃。

    ⑤壓力偏離一個大氣壓後,4℃不再是水的最大密度點,或者說不再是體積最小;隨著壓力變化程度的變大,水因為相變而產生的違反熱脹冷縮規律的不正常現象不復存在,又呈現出熱脹冷縮的物質通性;而冰點也不再是0℃,沸點也不再是100℃。壓力低於610Pa後,水不存在液態,只會在冰(雪)與水蒸汽之間相互轉換;溫度高於0.01℃後,水不存在固態,只會在水與水蒸汽之間轉換。也就是說,只要溫度高過了0.01℃,液體水是壓縮不成固態冰的。

    ⑥如果你希望瞭解任何一個溫度、任何一個壓力下的水的狀態,可以利用這個水的三相點圖進行查詢。

  • 4 # 船長帶你找醫生

    水壓縮後能變成冰嗎?首先來看看水能夠被壓縮嗎?

    我們知道,物體能夠被壓縮的前提是分子之間有空隙,那麼水分子有間隙嗎?答案是有的,比如水在100MPa的壓力下,水的體積可以被壓縮約4%,儘管水在一定比例上可以被壓縮,但水仍然是一種優秀傳遞壓力的液體。

    既然可以被壓縮,那麼假設我們無限壓縮水,水能成冰嗎?這個從個人來看是不可以的。因為除了壓力之外,水和冰之間的轉化主要看——熱量。水和冰是兩種狀態,他們內能是不一樣的,就是說它們原子排列不同,水要變成冰,就要釋放內能和熱量,冰要變成水,就要吸收熱量。

    所以它們之間的轉化,主要看是否有熱量釋放或者熱量吸收。如果沒有這個前提,單純是體積的壓縮,水只能還是水,不能夠變成冰。

  • 5 # 紹明6481

    壓縮水會不會變成冰?這個問題是有一定的科學,氣體壓縮會變成液態,放出能量。有的液態壓縮會爆炸,當然有一定的壓力下,任何物質都不會爆炸。即是原子核氫彈,在強有力的壓縮下也不會爆炸。關於壓縮水絕對不會變成冰,相反,冰在壓力下會變成水。任何東西在強大的壓力下,都會變成液體,再大的密度金,或鐵,在強大的壓力下,都會變成液態。所以說,地球的核心是液態狀。任何一種物質,液態狀態下就是密度最大的,(在特定的溫度條件下):

    在現代的物理學,都認為,物質的比重,越輕的物質的密度越小,這個問題都是錯誤的,比重是引力問題,與蜜度無關,任何一種物質在液態狀態下,每一個原子都不是圓形的,它們的原子之間會填實,會變成正方體,因此正方體是沒有空間的。(指原子與原子之間)。

  • 6 # 老徐異聞錄

    1. 壓縮到極限,這句話的意思是將構成水的原子內部結構都壓縮?那樣的話,就不是冰了,而是比冰堅硬得多的物質了,最終將會出現密度無限大,體積無限小的奇點了。

    2. 如果問將水置於高壓下會如何?眾所周知,高壓水切割機,可以任意切割厚的金屬板,但水不會變成冰。

    3. 水變成冰的條件是降低水分子的內能,這個只有降溫才能做到,而單純依靠加壓不僅無法降低水分子內能,還會增加水分子內能,所以不會成為冰。

  • 7 # 太空情報員

    先說結論,冰變水的過程不止是由壓力決定的,變化速度由最慢的因素那個決定。因為壓力的轉變通常很快,通常不是那個決定因素。也就是說,把壓力撤掉,可能會受其他因素的影響,冰不會馬上變成水。

    除了壓力之外,水和冰之間的變化還受熱量的影響。簡單來講,液態水和冰是兩種狀態(一般稱之為兩種不同相),他們的內能不一樣(可以理解為內部原子排列不一樣),水相比冰相內能高,所以水變成冰的過程要以熱量的形式放出多餘的能量,冰變水就要吸收熱量。這個放熱和吸熱的速度,又與放出的熱量的總量(兩種相的熱量差,以及兩種相的質量有關)和熱量在水中的傳遞速度有關係,這些都會影響冰變成水的速度。

    我們生活中看到的冰塊變成水的轉變,比如菜市場用的那種幾十公斤的冰磚,在太陽底下暴曬或者在火上烤也得好久才能徹底融化。這是因為冰和水的內能差很多,同時冰塊質量又大,要吸收大量的熱量,加上水的導熱又很慢,所以過程很慢。但是也有非常快的情況,比如碎冰沫,特別是粘在在金屬(如菜刀)上的碎冰沫,你會發現變成水是一瞬間的事情。冰塊體積(質量)越小,給他提供熱量的載體導熱越好,融化速度就越快,如果這個尺寸小到奈米尺度,或者更小,可能會輪到壓力來影響轉變速度了,不過這個應該不是你關心的問題。我推測,你關注的是一坨冰,會不會一瞬間轉變為水。

    這就涉及到另一個情況,如果兩個相之間的內能差很小,那麼他們體積再大,所需要的熱量也不會太多,那麼轉變就會很快。題主所說的, 高壓下的水-冰相轉變,裡面的冰不是我們日常中見到的冰,而是冰的另一種相。從相圖上來看,室溫下應該是冰VI相 (下圖300K一直向上)。但是我查不到相關資料(懶),不確定冰VI相的內能與液態水之間的關係。只是通常內能差比較小的情況,多在兩個固相之間,像這冰-水這種固相和液相,通常是不存在的,特別是極高壓力下得到的相,內能只會比常壓相更低,哈哈。為什麼我故意說這種不太可能的情況?因為我前面都整理了文字,還查了相圖,最後才意識到不可能。工作都做了,不放上來難受。

  • 8 # 我把你灌醉li

    先說結論,冰變水的過程不止是由壓力決定的,變化速度由最慢的因素那個決定。因為壓力的轉變通常很快,通常不是那個決定因素。也就是說,把壓力撤掉,可能會受其他因素的影響,冰不會馬上變成水。

    除了壓力之外,水和冰之間的變化還受熱量的影響。簡單來講,液態水和冰是兩種狀態(一般稱之為兩種不同相),他們的內能不一樣(可以理解為內部原子排列不一樣),水相比冰相內能高,所以水變成冰的過程要以熱量的形式放出多餘的能量,冰變水就要吸收熱量。這個放熱和吸熱的速度,又與放出的熱量的總量(兩種相的熱量差,以及兩種相的質量有關)和熱量在水中的傳遞速度有關係,這些都會影響冰變成水的速度。

    我們生活中看到的冰塊變成水的轉變,比如菜市場用的那種幾十公斤的冰磚,在太陽底下暴曬或者在火上烤也得好久才能徹底融化。這是因為冰和水的內能差很多,同時冰塊質量又大,要吸收大量的熱量,加上水的導熱又很慢,所以過程很慢。但是也有非常快的情況,比如碎冰沫,特別是粘在在金屬(如菜刀)上的碎冰沫,你會發現變成水是一瞬間的事情。冰塊體積(質量)越小,給他提供熱量的載體導熱越好,融化速度就越快,如果這個尺寸小到奈米尺度,或者更小,可能會輪到壓力來影響轉變速度了,不過這個應該不是你關心的問題。我推測,你關注的是一坨冰,會不會一瞬間轉變為水。

    這就涉及到另一個情況,如果兩個相之間的內能差很小,那麼他們體積再大,所需要的熱量也不會太多,那麼轉變就會很快。題主所說的, 高壓下的水-冰相轉變,裡面的冰不是我們日常中見到的冰,而是冰的另一種相。從相圖上來看,室溫下應該是冰VI相 (下圖300K一直向上)。但是我查不到相關資料(懶),不確定冰VI相的內能與液態水之間的關係。只是通常內能差比較小的情況,多在兩個固相之間,像這冰-水這種固相和液相,通常是不存在的,特別是極高壓力下得到的相,內能只會比常壓相更低,哈哈。為什麼我故意說這種不太可能的情況?因為我前面都整理了文字,還查了相圖,最後才意識到不可能。工作都做了,不放上來難受。

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