水,分子式H2O,我們生命中的每一天都需要它來維持,把它稱作生命之源一點都不夸張。但是看似非常簡單的物質(zhì),它有很多怪異的現(xiàn)象,到現(xiàn)在為止,科學(xué)家還無法給出合理的解釋。下面是7個最奇怪的現(xiàn)象:凈水器。
熱水比冷水更容易結(jié)冰
兩杯體積的水,一冷一熱,放入同一個冰箱中,首先結(jié)冰的會是那杯熱水,為什么?最早關(guān)注這個問題的是一名高中生,那是在1963年,坦桑尼亞的一名高中生Mpemba發(fā)現(xiàn),自己的熱牛奶比常溫牛奶更容易在冰箱里結(jié)冰而制成冰淇淋,他想不明白,于是請教自己的老師,但是老師用不相信的嘲諷口氣說:這現(xiàn)象是Mpemba物理,而并非我們宇宙的常識物理。還好Mpemba沒有放棄,他說服了一位物理學(xué)專家做這個實驗,并最終證明了這個現(xiàn)象確實存在。然后經(jīng)過一番周折,這種現(xiàn)象最終被證明為Mpemba現(xiàn)象。
科學(xué)家對這種現(xiàn)象作出的最終解釋是:過冷現(xiàn)象(后面有解釋),蒸發(fā),對流等等原因造成這個結(jié)果,有一點可以肯定,熱水在開始結(jié)冰時的溫度確實是高于冷水結(jié)冰時的溫度的,但是形成最終的冰凍狀態(tài),冷水所耗時間小于熱水。
“過冷現(xiàn)象”和“瞬間結(jié)冰”
我們知道水在0攝氏度時開始結(jié)冰,但并不是所有的時候都是這樣,即使溫度已經(jīng)低于冰點,有些情況下水仍然不結(jié)冰,當(dāng)然,大氣壓為標(biāo)準(zhǔn)大氣壓。 造成這個現(xiàn)象的原因是,水要結(jié)冰需要先在水中任意一個區(qū)域內(nèi)形成至少一個小冰”核”(nucleus),在這個核的基礎(chǔ)上才能開始正式結(jié)晶(水分子包圍著這個核開始結(jié)晶成冰)。如果沒有這個核,就好像結(jié)冰這個過程的開關(guān)沒有被打開,水只好繼續(xù)降溫。這時如果外界給一個刺激,誰就好像打開一個開關(guān)一樣,瞬間結(jié)冰,那過程相當(dāng)有趣。
玻璃水
有人問你:水有幾種狀態(tài)?你一定會回答:3種。但是這答案是不準(zhǔn)確的,誰在液體時有5種不同狀態(tài),固體時有14種不同狀態(tài)。剛才說到的過冷現(xiàn)象,是純凈的水低于冰點時仍不結(jié)冰,但是,即使最純凈的水,低于-38攝氏度時也會結(jié)冰,而繼續(xù)冷凍會出現(xiàn)什么現(xiàn)象呢?當(dāng)溫度低于負(fù)120攝氏度時,冰會變得不那么堅硬,而是一種黏稠的固體,低于負(fù)135攝氏度時,它會變成一種無結(jié)晶狀態(tài)的“玻璃水”。
分子成分
1995年的一次中子試驗讓人至今百思不得其解:用中子轟擊水分子,得到的氫質(zhì)子要比理論值少25%,也就是說,水分子式不是H2O,而是H1.5O,這……你聽說過半個質(zhì)子嗎?
水有記憶嗎?
某種醫(yī)學(xué)療法中,需要把藥品稀釋的倍數(shù)是天王數(shù)字,溶劑太多,用統(tǒng)計學(xué)計算,一劑最終藥品溶液中甚至不會有一個藥品分子,但是這劑藥品確實有藥效,這是怎么回事呢?科學(xué)家給出一種似是而非的說法:“水的記憶”現(xiàn)象,水分子會“記得”藥品最初溶解到水中的狀態(tài),即使稀釋N倍。也有很多科學(xué)家認(rèn)為這種現(xiàn)象太飄渺,并通過試驗試圖證明它的錯誤,但是到目前為止,貌似還沒有絕對的定論。
“冰釘”的形成
這個可不像冰錐那樣倒掛在屋檐上,而是蒸餾水在結(jié)冰過程中形成的一根根朝上的“冰釘”。其形成原因是,當(dāng)冰盒中的純水開始凝固時,邊緣的首先形成冰,這樣慢慢的就會形成一個中央有洞的冰層,當(dāng)水在洞周圍開始凝結(jié)時,由于冰層下的水凝結(jié)時被限制膨脹,所以洞中的水會被迫開始沿洞向上凝結(jié),并慢慢形成一個中空且有水的冰釘。
沸水變雪球
在零下空氣中,把滾燙的沸水扔出去,它會馬上變成一個雪球。