一個反直覺的科學現象!水在沸騰的同時還能結冰,你知道原理嗎?

萬花筒
109 位粉絲
89 觀看·2022年11月1日
這是一個原底燒瓶
裏面裝著一些透明液體
隨著真空泵的不斷抽取
瓶內的氣壓會急速降低
在某一刻
我們能看到液體
忽然凍結成了固體
而這個狀態還沒有維持多久
一個大氣泡冒了出來
固體又變回了液體
在接下來的短短幾十秒內
瓶子裏就像是舉辦了一場變裝表演
時而沸騰時而結冰
讓人應接不暇
當然了
這並不是一個魔術
而是因為瓶內的壓強和溫度
達到了緩解完的三項點
也就是說在這一條件下
物質的氣象、液象和固象可以共存
我們不妨以最熟悉的水為例
看一看它的三項圖
首先
橫坐標代表溫度
縱坐標代表壓強
第一條是固體和氣體間的升滑曲線
第二條是固體和液體間的融化曲線
第三條則是液體和氣體間的氣化曲線
而它們相交的點
便是水的三項點
此時的溫度是0.01攝氏度
壓強為611.65氣帕
那是不是說
如果符合這個條件
我們也能看到
和開頭一樣的神奇景象了
實驗者往蒸餾水中放了一些玻璃球
它不僅可以幫助結冰
還能防止沸騰時液體飛濺
下面同樣是打開蒸空泵
我們能看到
容器的壓強和溫度都在降低
很快水就開始沸騰
一段時間後液體逐漸結冰
而就在結冰的同時
下方還有氣泡冒出
在某個瞬間
我們甚至能看到變大的氣泡
將厚厚的冰層頂開
就這樣
水在三項之間不停遊走著
整個畫面有趣極了
也正是因為水的三項點
有準確的數值
人們還會把它當作測量溫度的尺子
比如在標準大氣壓下
將水銀柱放在純水當中
當水達到三項點時
水銀柱的高度是0攝氏度
而當水達到沸點時
水銀柱的高度就是100攝氏度
最後將其等分為100份
便有了我們熟悉的攝氏溫標
最後再給大家分享一個
有些反直覺的現象
我們都知道
在標準大氣壓下
水一旦超過100攝氏度
就會變成氣態
可是來自麻省理工學院的研究團隊發現
如果將水束縛到一個尺寸
相當於幾個水分子大小的納米管當中
那麼縱使溫度已經升高到了105攝氏度以上
水還是會保持固態
也就類似於我們肉眼看到的冰
