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水的最诡异科学现象(图)

2009-02-15 22:27 桌面版 正體 3
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水,分子式H2O,我们生命中的每一天都需要它来维持,把它称作生命之源一点都不夸张。但是看似非常简单的物质,它有很多怪异的现象,到现在为止,科学家还无法给出合理的解释。下面是7个最奇怪的现象:
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1、热水比冷水更容易结冰

两杯体积的水,一冷一热,放入同一个冰箱中,首先结冰的会是那杯热水,为什么?最早关注这个问题的是一名高中生,那是在1963年,坦桑尼亚的一名高中生Mpemba发现,自己的热牛奶比常温牛奶更容易在冰箱里结冰而制成冰淇淋,他想不明白,于是请教自己的老师,但是老师用不相信的嘲讽口气说:这现象是Mpemba物理,而并非我们宇宙的常识物理。还好Mpemba没有放弃,他说服了一位物理学专家做这个实验,并最终证明了这个现象确实存在。然后经过一番周折,这种现象最终被证明为Mpemba现象。

科学家对这种现象作出的最终解释是:过冷现象(后面有解释),蒸发,对流等等原因造成这个结果,有一点可以肯定,热水在开始结冰时的温度确实是高于冷水结冰时的温度的,但是形成最终的冰冻状态,冷水所耗时间小于热水。
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2、“过冷现象”和“瞬间结冰”

我们知道水在0摄氏度时开始结冰,但并不是所有的时候都是这样,即使温度已经低于冰点,有些情况下水仍然不结冰,当然,大气压为标准大气压。

造成这个现象的原因是,水要结冰需要先在水中任意一个区域内形成至少一个小冰"核"(nucleus),在这个核的基础上才能开始正式结晶(水分子包围着这个核开始结晶成冰)。如果没有这个核,就好像结冰这个过程的开关没有被打开,水只好继续降温。这时如果外界给一个刺激,谁就好像打开一个开关一样,瞬间结冰,那过程相当有趣。
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3、玻璃水

有人问你:水有几种状态?你一定会回答:3种。但是这答案是不准确的,水在液体时有5种不同状态,固体时有14种不同状态。刚才说到的过冷现象,是纯净的水低于冰点时仍不结冰,但是,即使最纯净的水,低于-38摄氏度时也会结冰,而继续冷冻会出现什么现象呢?当温度低于负120摄氏度时,冰会变得不那么坚硬,而是一种黏稠的固体,低于负135摄氏度时,它会变成一种无结晶状态的“玻璃水”。
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4、分子成分

1995年的一次中子试验让人至今百思不得其解:用中子轰击水分子,得到的氢质子要比理论值少25%,也就是说,水分子式不是H2O,而是H1.5O,这……你听说过半个质子吗?
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5、水有记忆吗?

某种医学疗法中,需要把药品稀释的倍数是天王数字,溶剂太多,用统计学计算,一剂最终药品溶液中甚至不会有一个药品分子,但是这剂药品确实有药效,这是怎么回事呢?科学家给出一种似是而非的说法:“水的记忆”现象,水分子会“记得”药品最初溶解到水中的状态,即使稀释N倍。也有很多科学家认为这种现象太飘渺,并通过试验试图证明它的错误,但是到目前为止,貌似还没有绝对的定论。
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6、“冰钉”的形成

这个可不像冰锥那样倒挂在屋檐上,而是蒸馏水在结冰过程中形成的一根根朝上的“冰钉”。其形成原因是,当冰盒中的纯水开始凝固时,边缘的首先形成冰,这样慢慢的就会形成一个中央有洞的冰层,当水在洞周围开始凝结时,由于冰层下的水凝结时被限制膨胀,所以洞中的水会被迫开始沿洞向上凝结,并慢慢形成一个中空且有水的冰钉。
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7、沸水变雪球

在零下空气中,把滚烫的沸水扔出去,它会马上变成一个雪球。

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