北美首頁 | 新聞 | 時尚 | 大陸 | 美國 | 娛樂 | 體育 | 財經 | 圖片 | 移民 | 微博 | 健康

零下八十攝氏度,水以液態形式存在

http://dailynews.sina.com   2020年09月21日 18:25   中國新聞網

 零下八十攝氏度,水以液態形式存在

  有助解釋極端環境下水的異常特性

  科技日報北京9月21日電 (記者劉霞)美國能源部太平洋西北國家實驗室(PNNL)的研究人員在最新一期《科學》雜誌撰文指出,他們首次對超冷水進行測量後發現,在零下80攝氏度的極低溫度下,水以液態形式存在,且由兩種液體混合而成。最新研究增加了我們對水的深層瞭解,也可以幫助科學家解釋液態水爲何能在木星、土星等冰凍星球上存在。

  研究人員指出,有關處於最極端溫度之下液態水的行爲,科學家迄今已提出了諸多假設。比如,有科學家想知道,在零下83.15攝氏度的極低溫度下,水是否能以液體形式存在。釐清這些問題非常重要,因爲水覆蓋地球71%的面積,深入瞭解水對於我們洞悉其如何調節環境、我們的身體乃至生命本身都至關重要。

  25年來,金梅爾和同事布魯斯·凱一直在研究水的古怪行爲。他們提出了各種模型來解釋水的異常特性。在最新研究中,他們使用紅外光譜技術,成功觀察到了用激光摧毀一層薄冰時水分子的定格運動,製造出了持續時間僅幾納秒的超冷液態水。

  他們使用超冷水的定格“快照”獲得的新數據表明,超冷水可以凝結成緻密的類似液體的結構。這種較高密度的結構與較低密度的結構共存。隨着溫度從零下28.15攝氏度降至零下83.15攝氏度,高密度液體的比例迅速下降,表明零下83.15攝氏度的水由兩種結構混合而成。

  金梅爾表示,這項研究可能有助於解釋霰是如何形成的。在冷天暴風雪發生前,有時會有小小的白色蓬鬆顆粒從天而降,這種現象被稱爲霰。他們的研究表明,霰由雪花與大氣上層的超冷液態水相互作用形成。

  這些研究還可能有助於瞭解液態水如何在太陽系內的冰凍星球——木星、土星、天王星和海王星上存在;此外,超冷的水蒸氣還形成了彗星身後引人注目的彗尾。

  研究人員稱,新研究可以揭示液態水在密閉環境中的行爲,未來他們也可以藉助這項研究中用到的技術,追蹤各種化學反應背後分子如何重新排列。

總編輯圈點

  水,似乎一眼就能被看穿,但深究起來就會發現,它可真不簡單。一個H兩個O,這麼平淡無奇的構成也能玩出各種花樣。它神祕,又奇特。比如,純水很難在剛好低於冰點的溫度結冰,而且在液相轉化爲固相時,水的體積不是縮小,而是增大。人們一直很想知道,低溫狀態下的水分子究竟如何行動。新研究顯示,超低溫下的水由兩種完全不同的結構混合而成。水太重要,它被認爲是生命的起源。那麼,在寒冷星球上,是不是也有以千奇百怪方式存在的液態水呢?

【編輯:王詩堯】

Bookmark and Share
|
關閉