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  • 1 # 空軍一號飛啊飛

    冰的質量會略有改變。儘管是一個能量恆定的系統,冰和水的比例會發生這種變化。變化很可能是微微克數量級,或者更小,但會有變化。在一個很深很深的容器裡,這個變化是挺大的。

    事情的關鍵是,在平衡狀態下,液態水的溫度會隨著深度而改變。頂部的水可能是零度,但到了底部,水溫會比較熱。容器越深,底部越熱。根據《湖水水溫表》,水溫可高到40度。

    這也就是說,即使開始時水溫為均勻分佈的零度,即使不加冰塊,水有一部分也會結冰,這樣才可以讓底部的溫度提高一點。如果容器不深,這種變化就會很微小。

    我們開始時水溫是均勻分佈的零度,然後,我們加入冰塊。因為底部的溫度要稍微提高一些,冰塊的底部就會融化。融化需要能量,這部分能量來自水的上層,所以,水的上層就會結冰。最後,頂部就會有一層多多少少比較均勻的薄冰。而且,冰的數量會增加,因為容器底部溫度提高也需要能量。

    容器越深,這種變化發生得就越快,因為容器頂部和其他部分的溫差會更大。

    還有一種場景,冰的數量會減少。如果只有很少的水,或者根本就沒有水,大多數物質是冰,比如一個冰塊,每邊長10米,放在一個同樣尺寸的容器裡。在這種情況下,由於冰塊很重,其底部的壓力會達到大約1.9個大氣壓力。根據《水密度的異常現象》,在這一壓力下的凍結溫度應該在100度左右,也就是說,底部的冰會很快融化。因為融化需要能量,底部的水溫會降到零度以下,但由於壓力很大而不會凍結回去。

    如果考慮到水位線以上的東西,問題就比我原先想象的要複雜得多了。因為這個緣故,我把以下全部內容刪除掉了,以下這部分文字是用來解釋這些複雜問題的,因為昇華、沉積、凝結、蒸發等現象會把事情搞得實在過於複雜。水位線以上的任何物質,不管是氣體的還是液體的,都有這些複雜問題。所以,為簡化起見,我們就假設在水位線以上有一種不明確物質或不明確的力,施加一個大氣壓力保持不變。這一魔力不吸收、也不向水裡散發能量,而只是產生一個恆定不變的壓力。這個力是“隔水”的,所以沒有任何分子會在任何方向上穿越它。

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